ЧЕРНИЛА ДЛЯ ТЕРМОГРАФИЧЕСКОЙ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ И ЧЕРНИЛЬНЫЙ КАРТРИДЖ, ИХ ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ
INKS FOR THERMAL JET PRINTING AND INK CARTRIDGE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к чернилам для термографической струйной печати, демонстрирующим превосходную стабильность при хранении, и к картриджу с чернилами, предназначенному для размещения чернил.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Способ записи (регистрации) при помощи струйной печати представляет собой способ записи (регистрации), включающий стимулирование перелета небольших капель чернил на обыкновенную бумагу или на специально разработанный глянцевый носитель для получения изображения. Способ быстро получил широкое распространение в связи с прогрессом по снижению стоимости записывающего аппарата и увеличению у аппарата скорости записи. В частности, наблюдается все более возрастающая потребность в качестве фотографических снимков вследствие широкого распространения цифровых камер, так что требуются дополнительное улучшение качества изображения и проведение печати при еще более повышенной скорости.
В соответствии с этим были затребованы методики, более сложные в сопоставлении с обычно использующимися, и примеры методик включают уменьшение размера капель чернил; увеличение плотности, с которой располагают сопла; увеличение длины печатающей головки в связи с увеличением количества сопел; и регулирование выброса капель чернил.
С другой стороны, способ регистрации при помощи термографической струйной печати представляет собой способ, включающий вспенивание чернил при использовании тепловой энергии и выброс чернил на регистрирующий носитель. Способ делает возможной высокоскоростную, высокоплотную, высокочеткую, высококачественную регистрацию, и он является подходящим для использования при расцвечивании и уменьшении размеров регистрирующего аппарата. Печатающая головка, обычно используемая в способе регистрации, включает подложку печатающей головки для регистрации при помощи струйной печати, на которой изготавливают нагревательный элемент для вспенивания чернил, и монтажную схему для электрического соединения с нагревательным элементом; и канал тока для выброса чернил на подложку.
В дополнение к этому, подложку печатающей головки для регистрации при помощи струйной печати модифицируют различными способами для того, чтобы можно было бы сэкономить подаваемую электрическую энергию и можно было бы предотвратить уменьшение срока службы подложки, возникающее в результате разрушения теплогенерирующей части в связи со вспениванием чернил. В частности, многими способами модифицируют защитный слой, предназначенный для защиты нагревательного элемента, размещенного между парой рисунков разводки, от чернил.
Выгодно, чтобы защитный слой характеризовался бы высокой теплопроводностью или малой толщиной с точки зрения теплового коэффициента полезного действия. Однако с точки зрения защиты монтажной схемы, соединенной с нагревательным элементом, от чернил выгодно, чтобы защитный слой имел бы большую толщину.
В соответствии с этим толщину защитного слоя необходимо установить равной оптимальной толщине с точек зрения коэффициента полезного действия по энергии и надежности. В частности, на слой, находящийся в контакте с чернилами, оказывают воздействие как кавитационное повреждение, обусловленное вспениванием чернил, то есть механическое повреждение, так и повреждение, обусловленное протеканием химической реакции с чернильным компонентом при высокой температуре, то есть химическое повреждение, таким образом, влияние механического повреждения и химического повреждения необходимо в достаточной степени принимать в расчет.
С учетом вышеизложенного в общем случае защитный слой подложки для струйной печати включает слой, демонстрирующий высокую стойкость в отношении механического повреждения и химического повреждения, в качестве верхнего слоя (то есть слоя, находящегося в контакте с чернилами) и изолирующий слой, предназначенный для защиты монтажной схемы, в качестве нижнего слоя. Говоря конкретно, в общем случае слой Та, который является слоем как механически, так и химически чрезвычайно стойким, получают в качестве верхнего слоя, а слой SiN, слой SiO или слой SiC, которые можно легко получать при использовании существующего устройства, производящего полупроводник, и которые являются стойкими, получают в качестве нижнего слоя.
Подробное описание вышеизложенного приводится далее. В качестве защитного слоя на монтажной схеме получают слой SiN, имеющий толщину в диапазоне от приблизительно 0,2 мкм и более до 1 мкм и менее, а после этого получают защитный слой в качестве верхнего слоя. В качестве верхнего слоя получают слой Та, называемый кавитационно-стойким слоем, поскольку слой исполняет функцию слоя, противодействующего кавитационному повреждению, и имеющий толщину в диапазоне от 0,2 мкм и более до 0,5 мкм и менее. При данной конструкции достигается совместимость между сроком службы и надежностью нагревательного элемента подложки для струйной печати.
В японской выложенной патентной заявке № Н05-330048 в качестве методики струйной печати, использующей термопечатающую головку, описывается печатающая головка для струйной печати, использующая для нагревательного элемента материал, содержащий Si, N или Ir при специфическом соотношении, что улучшает долговечность и коэффициент полезного действия при преобразовании тепловой энергии. Также описываются чернила, содержащие хелатообразующий реагент при специфической концентрации с точек зрения улучшения долговечности термопечатающей головки при выбросе чернил и подавления когации с осаждением на теплогенерирующей части вследствие выброса чернил (см. японскую выложенную патентную заявку № Н06-93218). Также описываются чернила, содержащие аммониевую соль кислоты, имеющей метильную группу или метиленовую группу и карбоксильную группу (см. японскую выложенную патентную заявку № 2002-12803). Каждый из данных документов современного уровня техники относится к подавлению эрозии слоя Та в связи с продолжительным выбросом чернил или к подавлению когации с осаждением на слой Та, когда слой Та размещают в качестве поверхностного слоя в защитном слое теплогенерирующей части. В дополнение к этому, чернила содержат специфическое соединение при специфической концентрации, благодаря чему оптимизируют баланс между осаждением при когации и эрозией слоя Та, обусловленной долговечностью по выбросу чернил, с целью удлинения срока службы чернил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В случае картриджа с чернилами, в котором печатающую головку для струйной печати непосредственно устанавливают на резервуаре для чернил таким образом, чтобы печатающая головка и резервуар для чернил были бы агрегированы друг с другом, с точки зрения стоимости и изготовления печатающую головку необходимо непосредственно установить на основном блоке из пластика, из которого состоит картридж для чернил.
В соответствии с этим использование такой печатающей головки для струйной печати, соответствующей описанному ранее термическому способу, склонно приводить к аккумулированию тепла, возникающему в результате вспенивания в связи с увеличением количества сопел и плотности, с которой сопла располагают, так что в некоторых случаях тепловой коэффициент полезного действия теряется.
В дополнение к этому, с точки зрения экономии подаваемой электрической энергии требуется конструкция, характеризующаяся высоким тепловым коэффициентом полезного действия.
С учетом вышеизложенного авторы настоящего изобретения, удалив из защитного слоя верхний слой, рассмотрели конструкцию защитного слоя в виде только изолирующего слоя в качестве нижнего слоя, в основном состоящего из нитрида кремния, оксида кремния или карбида кремния, таких как SiN, SiO или SiC, вместо верхнего слоя и нижнего слоя.
Такая конструкция является выгодной с точки зрения теплового коэффициента полезного действия и выгодной для подавления уменьшения выработки вследствие дефекта слоя; а также увеличения стоимости, потому что конструкция представляет собой конструкцию простого слоя. Кроме того, конструкция является выгодной и с точки зрения долговечности в условиях кавитационного повреждения, потому что улучшается тепловой коэффициент полезного действия, и, таким образом, подаваемую электрическую энергию можно уменьшить. То есть, конструкция защитного слоя в виде только изолирующего слоя, который обычно представлял собой описанный ранее нижний слой, является предпочтительной для агрегированного картриджа с чернилами, имеющего печатающую головку для струйной печати, соответствующую термическому способу.
Однако в результате проведения дополнительного подробного исследования авторы настоящего изобретения обнаружили то, что соответствующая термическому способу печатающая головка для струйной печати с данной конструкцией приводит к возникновению следующей новой проблемы. То есть, авторы выявили то, что изолирующий защитный слой, в основном состоящий из нитрида кремния, оксида кремния или карбида кремния, растворяется в чернилах, и толщина защитного слоя уменьшается во время долгосрочного хранения в результате не вспенивания, а предположительно, например, физического распределения. В дополнение к этому, уменьшение толщины защитного слоя приводит к увеличению энергии вспенивания, подводимой к чернилам, так что при подводе к печатающей головке управляющего импульса вероятными станут ухудшение изображения в связи с нарушением выброса чернил вследствие аномального вспенивания и уменьшение долгосрочности печати вследствие аномального увеличения температуры теплогенерирующей части. Это первая проблема настоящего изобретения.
Вышеупомянутое явление, как считается, возникает по механизму, отличному от термического удара при высокой температуре и высоком давлении вследствие общеизвестного явления вспенивания; и коррозии теплогенерирующей части вследствие кавитации и тому подобного. Исследования, проведенные авторами настоящего изобретения, продемонстрировали отсутствие корреляции между долгосрочностью теплогенерирующей части, обусловленной вспениванием, и растворением изолирующего защитного слоя, обусловленным вышеупомянутым хранением, обуславливающим физическое распределение и не включающим вспенивания. Даже в комбинации чернил, демонстрирующих достаточную долгосрочность по выбросу чернил, обусловленную вспениванием, и печатающей головки стабильность чернил при хранении в некоторых случаях ухудшается вследствие вышеупомянутого явления растворения.
С другой стороны, чернила могут содержать поливалентный металл, элюированный из детали, в контакте с которой находятся примесь материала, из которого состоят чернила, или чернила. Изобретатели настоящего изобретения подтвердили то, что поливалентный металл осаждается в сопельной части печатающей головки для струйной печати, что и отвечает за нарушение выброса чернил. В частности, теперь, когда достигнут прогресс в улучшении качества изображения, в печатающей головке для струйной печати на первый план выходит дополнительное увеличение количества сопел и плотности, с которой сопла располагают. В дополнение к этому, нарушение выброса чернил в значительной степени оказывает влияние на формирование изображения, в частности, в такой печатающей головке, так что нарушение выброса чернил необходимо предотвращать настолько, насколько это будет возможно. Изобретатели настоящего изобретения определили предотвращение нарушения выброса чернил в качестве второй проблемы настоящего изобретения.
Поэтому цель настоящего изобретения заключается в решении вышеупомянутых первой и второй проблем. Другими словами, цель настоящего изобретения заключается в решении технической проблемы, становящейся заметной при подаче чернил в соответствующую термическому способу печатающую головку для струйной печати, имеющую изолирующий защитный слой, содержащий любого одного представителя, выбираемого из оксида кремния, нитрида кремния и карбида кремния. Говоря конкретно, цель настоящего изобретения заключается в предложении чернил для струйной печати, которые вызывают небольшое изменение управляющего импульса и небольшое изменение получаемого изображения, обеспечивают достижение достаточной способности по выбросу чернил и достаточной долгосрочности по печати и демонстрируют небольшое увеличение температуры в связи с печатью даже после хранения, обуславливающего физическое распределение, или долговременного хранения, например, в состоянии, когда чернила устанавливают на регистрирующем устройстве. Еще одна цель настоящего изобретения заключается в предложении картриджа с чернилами, предназначенного для размещения чернил, при этом чернильный картридж включает печатающую головку для струйной печати, соответствующую термическому режиму.
Цели, описанные выше, достигаются при использовании настоящего изобретения, описанного далее. В соответствии с одним аспектом изобретения чернильный картридж включает печатающую головку для термографической струйной печати, снабженную теплогенерирующей частью, которая генерирует тепловую энергию для выброса чернил из отверстия для выброса чернил и хранит чернила, теплогенерирующая часть на своей поверхности, находящейся в контакте с чернилами, имеет защитный слой, содержащий, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из оксида кремния, нитрида кремния и карбида кремния, и чернила содержат, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из поливалентной карбоновой кислоты и ее соли, а совокупный уровень содержания поливалентной карбоновой кислоты и ее соли находится в диапазоне от 0,001 ммоль/л и более до 0,5 ммоль/л и менее.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения чернила для печатающей головки для термографической струйной печати, снабженной теплогенерирующей частью, которая генерирует тепловую энергию для выброса чернил из отверстия для выброса чернил, при этом теплогенерирующая часть на своей поверхности, находящейся в контакте с чернилами, имеет защитный слой, содержащий, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из оксида кремния, нитрида кремния и карбида кремния; содержат, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из поливалентной карбоновой кислоты и ее соли, а совокупный уровень содержания поливалентной карбоновой кислоты и ее соли находится в диапазоне от 0,001 ммоль/л и более до 0,5 ммоль/л и менее.
В соответствии с настоящим изобретением предлагаются чернила для струйной печати, которые вызывают небольшое изменение управляющего импульса и небольшое изменение получаемого изображения, обеспечивают достижение достаточной способности по выбросу чернил и достаточной долговечности по печати, демонстрируют небольшое увеличение температуры в связи с печатью и способны стабильно формировать хорошее изображение даже после хранения, обуславливающего физическое распределение, или долговременного хранения, например, в состоянии, когда чернила устанавливают на регистрирующем аппарате, в случае подачи чернил в соответствующую термическому способу печатающую головку для струйной печати, в которой конструкция защитного слоя, предусмотренного для поверхности, находящейся в контакте с чернилами, сформирована только изолирующим защитным слоем, содержащим любого одного представителя, выбираемого из оксида кремния, нитрида кремния и карбида кремния; и чернильный картридж.
Дополнительные признаки настоящего изобретения станут очевидными после ознакомления с последующим описанием примеров вариантов реализации при ссылке на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой изображение вида в перспективе для печатающей головки регистрирующего устройства (картриджа с чернилами).
Фиг.2 представляет собой изображение в разобранном виде для печатающей головки регистрирующего устройства (картриджа с чернилами).
Фиг.3 представляет собой изображение вида в перспективе с местным разрезом для подложки регистрирующего элемента.
Фиг. 4А и 4В представляют собой изображения, каждое из которых схематично демонстрирует конструкцию сопла печатающей головки для термографической струйной печати.
Фиг.5 представляет собой изображение, схематично демонстрирующее подложку из Si.
Фиг.6 представляет собой изображение вида в разрезе для части печатающей головки регистрирующего устройства (картриджа с чернилами).
Фиг.7 представляет собой изображение, демонстрирующее регистрирующий аппарат для струйной печати.
НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее в настоящем документе настоящее изобретение будет описываться более подробно при помощи предпочтительных вариантов реализации. Пример методики исключения влияния присутствия поливалентного металла в чернилах заключается во введении в чернила хелатообразователя.
Однако в зависимости от типа защитного слоя печатающей головки, который попадает в контакт с чернилами, существует и возможность того, что хелатообразователь будет оказывать хелатообразующее действие также и на защитный слой головки, и, таким образом, защитный слой будет растворяться. Если конструкция вышеупомянутого защитного слоя будет сформирована только изолирующим защитным слоем, содержащим любого одного представителя, выбираемого из оксида кремния, нитрида кремния и карбида кремния, то тогда защитный слой предположительно будет дополнительно растворяться в результате наличия вышеупомянутого хелатообразующего действия.
В соответствии с этим, в общем случае никто не предполагает подачи чернил, содержащих хелатообразователь, в печатающую головку, имеющую защитный слой, конструкция которого подобна той, что описывается в настоящем изобретении.
Однако в результате проведения исследований авторы настоящего изобретения обнаружили то, что чернила, содержащие особое соединение в специфических условиях, можно подавать даже в печатающую головку для термографической струйной печати, имеющую защитный слой, в основном состоящий из нитрида кремния, оксида кремния или карбида кремния, и, таким образом, сделали настоящее изобретение.
Далее в настоящем документе настоящее изобретение будет описываться более подробно при помощи предпочтительного варианта реализации.
Чернила
Чернила настоящего изобретения могут эффективно подавлять растворение защитного слоя, полученного из материала, содержащего нитрид кремния, оксид кремния или карбид кремния, даже в случае нахождения чернил в контакте с защитным слоем в течение длительного периода времени. Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования, обращая внимание на чернильный компонент с точки зрения подавления растворения защитного слоя.
В результате они обнаружили то, что вещество, которое образует хелатное соединение с кремнием, ионизирует кремний в защитном слое, растворяя кремний в чернилах, так что защитный слой подвергается эрозии, и, таким образом, толщина слоя уменьшается. Проведенные авторами настоящего изобретения исследования соединения, которое легко образует хелатное соединение с кремнием, выявили то, что защитный слой в значительной степени растворяется во время хранения, обуславливающего физическое распределение, тогда, когда чернила содержат поливалентную карбоновую кислоту или ее соль.
Между тем, поливалентная карбоновая кислота или ее соль выступают в роли соединений, улавливающих следовые количества иона металла и тому подобного, что элюируется из детали, находящейся в контакте с чернилами при загрузке чернил в резервуар для чернил и хранении чернил в нем, и стабильно растворяющих ион металла и тому подобное в чернилах. Данная функция оказывает, например, подавляющее действие на осаждение несолюбилизированных гидроксида или оксида металла в части, образуемой отверстием для выброса чернил из сопла, например, в том случае, когда печатающую головку будут оставлять без действия, при этом установленной на основном блоке принтера, в течение настолько длительного периода времени, что сопло перейдет в сухое состояние, или в том случае, когда такое состояние, когда неиспользованное сопло будет высыхать во время проведения непрерывной печати, будет повторяться.
В соответствии с этим концентрацию поливалентной карбоновой кислоты или ее соли необходимо контролируемо доводить до величины в пределах определенного диапазона для решения следующих проблем: подавление растворения защитного слоя вследствие долговременного хранения и эффективное растворение примеси, элюированной из резервуара для чернил. Говоря конкретно, вышеупомянутые противоречащие друг другу проблемы можно решить в результате задания уровня содержания поливалентной карбоновой кислоты или ее соли в диапазоне от 0,001 ммоль/л и более до 0,5 ммоль/л и менее при расчете на совокупное количество чернил. Кроме того, в данном случае можно стабильно проводить выброс чернил даже во время управления печатающей головкой, так что могут быть получены эксплуатационные характеристики печатающей головки, которые будут стабильны в течение как долговременного периода, так и кратковременного периода.
Причина вышеизложенного предположительно заключается в следующем: превосходным образом достигается баланс для стабильного выброса чернил во время управления термопечатающей головкой, потому что поливалентная карбоновая кислота и ее соль предотвращают возникновение избыточной когации при одновременном допущении надлежащего диапазона когации на поверхности теплогенерирующей части термопечатающей головки и подавляют растворение защитного слоя, и, между тем, никакого существенного влияния на выброс чернил не оказывается, поскольку в случае долговременного хранения растворение защитного слоя незначительно.
Если в настоящем изобретении толщина защитного слоя, содержащего оксид кремния, нитрид кремния или карбид кремния, будет находиться в диапазоне от 50 нм и более до 500 нм и менее, то тогда уровень содержания поливалентной карбоновой кислоты или ее соли более предпочтительно будет находиться в диапазоне от 0,01 ммоль/л и более до 0,2 ммоль/л и менее при расчете на совокупное количество чернил. В данном диапазоне толщины коэффициент полезного действия при преобразовании тепловой энергии очень чутко реагирует на уменьшение толщины вследствие растворения защитного слоя в чернилах. В результате настоящее изобретение играет исключительно эффективную роль, поскольку вероятным является возникновение таких неблагоприятных эффектов, как аномальное вспенивание и большое изменение количества выбрасываемых чернил или скорости, с которой выброс чернил происходит.
На поливалентную карбоновую кислоту или ее соль, предпочтительно используемые в настоящем изобретении, никаких конкретных ограничений не накладывают, но предпочтительными являются карбоновая кислота от двухвалентной до тетравалентной или ее соль. В особенности предпочтительные примеры карбоновой кислоты или ее соли включают лимонную кислоту, щавелевую кислоту, малоновую кислоту, малеиновую кислоту, янтарную кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, адипиновую кислоту, себациновую кислоту, димерную кислоту, пиромеллитовую кислоту, тримеллитовую кислоту, глюконовую кислоту и ЭДТУ и их соли. Конкретные примеры солей включают соли щелочных металлов или щелочноземельных металлов; соли аммония; и соли первичных, вторичных и третичных аминов. Среди них в особенности предпочтительными являются лимонная кислота и ее соль вследствие получения более ярко выраженного эффекта настоящего изобретения. Необходимо отметить то, что в настоящем изобретении, несмотря на присутствие в чернилах части карбоновых кислот или соли в ионном состоянии, данное состояние для удобства описывают при использовании фазы «содержит кислоту» или «содержит соль».
Далее в настоящем документе будет подробно описываться любой другой компонент в чернилах настоящего изобретения.
Красящее вещество
Предпочтительные примеры красящего вещества, включаемого в чернила, соответствующие настоящему изобретению, приведены далее, но красящее вещество нижеследующим не ограничивается.
C.I. Прямой желтый: 8, 11, 12, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 100, 110, 132, 173 и тому подобное.
C.I. Кислотный желтый: 1, 3, 7, 11, 17, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 76, 98, 99 и тому подобное.
C.I. Пищевой желтый: 3 и тому подобное.
C.I. Пигментный желтый: 1, 2, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 114, 128, 138, 180 и тому подобное.
C.I. Прямой 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 тому подобное.
C.I. Кислотный 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 тому подобное.
C.I. Пищевой красный: 87, 92, 94 и тому подобное.
C.I. Прямой фиолетовый: 107 и тому подобное.
C.I. Пигментный красный: 2, 5, 7, 12, 48:2, 48:4, 57:1, 112, 122, 123, 168, 184, 202 и тому подобное.
C.I. Прямой синий: 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199, 226, 307 и тому подобное.
C. I. Кислотный синий: 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 тому подобное.
C.I. Пигментный синий: 1, 2, 3, 15, 15:2, 15:3, 15:4, 16, 22, 60 и тому подобное.
C.I. Кислотный оранжевый: 7, 8, 10, 12, 24, 33, 56, 67, 74, 88, 94, 116, 142 и тому подобное.
C.I. Кислотный красный: 111, 114, 266, 374 и тому подобное.
C.I. Прямой оранжевый: 26, 29, 34, 39, 57, 102, 118 и тому подобное.
C.I. Пищевой оранжевый: 3 и тому подобное.
C.I. Активный оранжевый: 1, 4, 5, 7, 12, 13, 14, 15, 16, 20, 29, 30, 84, 107 и тому подобное.
C.I. Дисперсный оранжевый: 1, 3, 11, 13, 20, 25, 29, 30, 31, 32, 47, 55, 56 и тому подобное.
C.I. Пигментный оранжевый: 43 и тому подобное.
C.I. Пигментный красный: 122, 170, 177, 194, 209, 224 и тому подобное.
C.I. Кислотный зеленый: 1, 3, 5, 6, 9, 12, 15, 16, 19, 21, 25, 28, 81, 84 и тому подобное.
C.I. Прямой зеленый: 26, 59, 67 и тому подобное.
C.I. Пищевой зеленый: 3 и тому подобное.
C.I. Активный зеленый: 5, 6, 12, 19, 21 и тому подобное.
C.I. Дисперсный зеленый: 6, 9 и тому подобное.
C.I. Пигментный зеленый: 7, 36 и тому подобное.
C.I. Кислотный синий: 62, 80, 83, 90, 104, 112, 113, 142, 203, 204, 221, 244 и тому подобное.
C.I. Активный синий: 49 и тому подобное.
C.I. Кислотный фиолетовый: 17, 19, 48, 49, 54, 129 и тому подобное.
C.I. Прямой фиолетовый: 9, 35, 47, 51, 66, 93, 95, 99 и тому подобное.
C.I. Активный фиолетовый: 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 22, 34, 36 и тому подобное.
C.I. Дисперсный фиолетовый: 1, 4, 8, 23, 26, 28, 31, 33, 35, 38, 48, 56 и тому подобное.
C.I. Пигментный синий: 15:6 и тому подобное.
C.I. Пигментный фиолетовый: 19, 23, 37 и тому подобное.
C.I. Прямой черный: 17, 19, 22, 31, 32, 51, 62, 71, 74, 112, 113, 154, 168, 195 и тому подобное.
C.I. Кислотный черный: 2, 48, 51, 52, 110, 115, 156 и тому подобное.
C.I. Пищевой черный: 1, 2 и тому подобное.
Технический углерод
В дополнение к этому, примеры других красящих веществ, которые предпочтительно можно использовать в настоящем изобретении, включают красящие вещества, каждое из которых описывается любой одной из следующих далее общих формул от (1) до (7):
Общая формула (1)
1
где m, каждый независимо, представляют собой 1 или 2, а M, каждый независимо, представляют собой атом водорода, щелочной металл, щелочноземельный металл или катион или аммониевый ион органического амина.
Конкретные подходящие для использования примеры структуры красящего вещества, описывающегося общей формулой (1), включают нижеследующее, но не ограничиваются конкретно только этим, такие структуры, как продемонстрированные в приведенной далее таблице 1. Для удобства циклические структуры в обоих концевых положениях общей формулы (1) определяют как кольцо А и кольцо В, а положение замещения определяют так, как это продемонстрировано в следующей далее общей формуле (2). Каждый из номеров, продемонстрированных в приведенной далее таблице 1, представляет собой положение замещения для сульфоновой группы в каждом из примеров соединений от Y1 до Y5:
Общая формула (2)
1
где m, каждый независимо, представляют собой 1 или 2, а M, каждый независимо, представляют собой атом водорода, щелочной металл, щелочноземельный металл или катион или аммониевый ион органического амина.
<u>Таблица 1</u>
Примеры соединений от Y1 до Y4
№
Положение заместителя в кольце А
Положение заместителя в кольце В
Y1
2
4
Y2
4
4
Y3
2
4, 6
Y4
4, 6
4
Конкретные подходящие для использования примеры структуры красящего вещества, описывающегося общей формулой (2), включают нижеследующее, но не ограничиваются конкретно только этим: пример соединения Y1, продемонстрированного в следующей далее формуле.
Пример соединения Y1
Другие примеры красящего вещества на желтой основе включают соединения, обладающие структурами, описанными в международной публикации № 99/43754 и международной публикации № 02/081580:
Общая формула (3)
1
2
3
4
5
6
2
3
4
5
6
где R является любым одним представителем, выбираемым из атома водорода, алкильной группы гидроксизамещенной низшей алкильной группы, циклогексильной группы, моноалкиламиноалкильной или диалкиламиноалкильной группы и цианозамещенной низшей алкильной группы, Y является любым одним представителем, выбираемым из атома хлора, гидроксильной группы, аминогруппы и моноалкиламино- или диалкиламиногруппы (которые в алкильной группе могут иметь заместителя, выбираемого из группы, состоящей из сульфоновой группы, карбоксильной группы и гидроксильной группы), а R, R, R, R и R, каждый независимо, являются любым одним представителем, выбираемым из атома водорода, алкильной группы, содержащей от 1 до 8 атомов углерода, и карбоксильной группы, при том условии, что R, R, R, R и R не представляют собой атомов водорода одновременно.
Предпочтительные примеры красящего вещества, описывающегося общей формулой (3), включают примеры соединений от М1 до М7, обладающих следующими далее структурами в формах свободной кислоты. В настоящем изобретении в числе данных соединений в особенности предпочтительным для использования является пример соединения М7:
Пример соединения М1
Пример соединения М2
Пример соединения М3
Пример соединения М4
Пример соединения М5
Пример соединения М6
Пример соединения М7
Общая формула (4)
1
2
1
2
где l=0-2, m=1-3, а n=1-3, при том условии, что l+m+n=3 или 4, положениями замещения для заместителя являются положения 4 или 4', М представляет собой щелочной металл или аммоний, R и R, каждый независимо, являются любым одним представителем, выбираемым из атома водорода, сульфоновой группы и карбоксильной группы, при том условии, что R и R не представляют собой атомов водорода одновременно, а Y является любым одним представителем, выбираемым из атома хлора, гидроксильной группы, аминогруппы и моноалкиламино- или диалкиламиногруппы.
2
2
В числе красящих веществ, каждое из которых описывается общей формулой (4), предпочтительным является использование фталоцианинового соединения, в случае которого в качестве материала исходного сырья используют производное 4-сульфофталевой кислоты или фталоцианиновое соединение, которое получают в результате введения производного 4-сульфофталевой кислоты и производного фталевой кислоты (или производного фталевого ангидрида) в реакцию друг с другом в присутствии соединения металла; и материал исходного сырья вводят в реакцию с аминирующим реагентом в присутствии органического амина после превращения сульфоновой группы в хлорсульфоновую группу. То есть, было обнаружено то, что чернила, использующие фталоцианиновое соединение, полученное в результате введения незамещенной сульфамоильной группы (-SONH) и замещенной сульфамоильной группы (следующая далее общая формула (5)) только в положения 4 и 4' в формуле (4), демонстрируют исключительно превосходную стойкость к воздействию газа окружающей среды:
Общая формула (5)
1
2
1
2
где R и R, каждый независимо, являются любым одним представителем, выбираемым из атома водорода, сульфоновой группы и карбоксильной группы, при том условии, что R и R не представляют собой атомов водорода одновременно, а Y является любым одним представителем, выбираемым из атома хлора, гидроксильной группы, аминогруппы и моноалкиламино- или диалкиламиногруппы.
Предпочтительные конкретные примеры группы, описывающейся общей формулой (5), включают группы, обладающие следующими структурами в формах свободной кислоты. Среди них использование примера соединения С1 является в особенности предпочтительным:
Пример соединения С1
Пример соединения С2
Пример соединения С3
Пример соединения С4
Пример соединения С5
Пример соединения С6
Пример соединения С7
Общая формула (6)
1
2
3
4
где R и R, каждый независимо, являются атомом водорода, гидроксильной группой, аминогруппой, карбоксильной группой, сульфоновой группой, алкильной группой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, или алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, R и R, каждый независимо, представляют собой атом водорода, алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, гидроксильную группу, алкильную группу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода, и которая может быть замещена гидроксильной группой или алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, алкоксигруппу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода, и которая может быть замещена гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой, или аминогруппу, замещенную алкильной группой или ацильной группой, а n представляет собой 0 или 1;
Общая формула (7)
5
6
7
8
где R, R, R и R, каждый независимо, представляют собой атом водорода, гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу, сульфоновую группу, алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, алкоксигруппу, замещенную гидроксильной группой, алкоксигруппой, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, сульфоновой группой или карбоксильной группой, алкоксигруппу, которая содержит от 1 до 4 атомов углерода, и которая может быть дополнительно замещена карбоксильной группой или сульфоновой группой, или аминогруппу, замещенную фенильной группой, алкильной группой или ацильной группой, а n представляет собой 0 или 1.
В качестве предпочтительных конкретных примеров красящего вещества, описывающегося формулой (6), далее продемонстрированы примеры соединений от Bk1 до Bk3 в формах свободной кислоты, а в качестве предпочтительных конкретных примеров красящего вещества, описывающегося формулой (7), далее продемонстрированы примеры соединений от Bk4 до Bk6 в формах свободной кислоты. Однако красящее вещество, используемое в настоящем изобретении, данными соединениями не ограничивается. В дополнение к этому, одновременно могут быть использованы два и более типа таких красящих веществ, продемонстрированных далее. В числе вышеупомянутых соединений в особенности предпочтительным является одновременное использование примера соединения Bk3 и примера соединения Bk4.
Пример соединения Bk1
Пример соединения Bk2
Пример соединения Bk3
Пример соединения Bk4
Пример соединения Bk5
Пример соединения Bk6
Водорастворимый органический растворитель и добавка
Чернила, соответствующие настоящему изобретению, получают в результате растворения или диспергирования любого одного из вышеупомянутых красящих веществ в водной среде. В качестве водной среды предпочтительно использовать смешанную среду из воды и водорастворимого органического растворителя. В данное время никаких конкретных ограничений в отношении включаемого водорастворимого органического растворителя не имеется. Любой один из различных водорастворимых органических растворителей может быть использован произвольным образом. На водорастворимые органические растворители никаких конкретных ограничений не накладывают до тех пор, пока они будут водорастворимыми, и их примеры включают спирт, многоатомный спирт, полигликоль, простой гликолевый эфир, азотсодержащий полярный растворитель и серосодержащий полярный растворитель.
Примеры водорастворимого органического растворителя, который можно использовать для чернил настоящего изобретения, продемонстрированы далее, но настоящее изобретение данными водорастворимыми органическими растворителями не ограничивается.
Конкретные примеры водорастворимых органических растворителей включают алкиловые спирты, каждый из которых содержит от 1 до 4 атомов углерода, такие как метиловый спирт, этиловый спирт, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, втор-бутиловый спирт и трет-бутиловый спирт; амиды, такие как диметилформамид и диметилацетамид; кетоны или кетоспирты, такие как ацетон и диацетоновый спит; простые эфиры, такие как тетрагидрофуран и диоксан; полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленгликоль и полипропиленгликоль; алкиленгликоли, в каждом из которых алкиленовая группа содержит от 2 до 6 атомов углерода, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2,6-гексантриол, тиодигликоль, гексиленгликоль и диэтиленгликоль; ацетаты низших алкиловых простых эфиров, такие как ацетат полиэтиленгликольмонометилового простого эфира; низшие алкиловые простые эфиры многоатомных спиртов, такие как этиленгликольмонометиловый (или -этиловый) простой эфир, диэтиленгликольметиловый (или -этиловый) простой эфир и триэтиленгликольмонометиловый (или -этиловый) простой эфир; многоатомные спирты, такие как триметилолпропан и триметилолэтан; глицерин; N-метил-2-пирролидон; 2-пирролидон; и 1,3-диметил-2-имидазолидинон. Каждый из описанных ранее водорастворимых органических растворителей может быть использован индивидуально, или могут быть использованы в виде смеси два и более из них.
В дополнение к этому, чернила необязательно могут содержать различные добавки, такие как поверхностно-активное вещество, регулятор значения рН, ингибитор коррозии, антисептик, добавка против заплесневения, антиоксидант, добавка, препятствующая восстановлению, ускоритель испарения, хелатообразователь и водорастворимый полимер.
Комплект чернил
Комплектом чернил настоящего изобретения предпочтительно является комбинация из нескольких чернил в одном резервуаре для чернил. На тот способ, по которому объединяют цвета чернил, никаких конкретных ограничений не накладывают; можно объединять чернила, имеющие одинаковый цвет, или можно объединять чернила, отличающиеся друг от друга по оттенку. Конкретные примеры комплекта чернил включают комплект чернил, сформированный из трех основных цветов, то есть голубого, пурпурного и желтого цветов; и комплект чернил, сформированный из черных чернил и разведенных голубых чернил и разведенных пурпурных чернил (так называемых светло-голубых чернил и светло-пурпурных чернил) и подходящий для использования при получении фотографического изображения; и комплект чернил, сформированный из плашечных цветов, то есть красного, зеленого и синего цветов; и комплект чернил, сформированный из черных чернил и разведенных черных чернил и дополнительно разведенных черных чернил (так называемых серых чернил и светло-серых чернил). Однако настоящее изобретение не ограничивается конкретно данными комплектами чернил.
Авторы настоящего изобретения провели исследования вышеупомянутой проблемы. В результате изобретатели обнаружили то, что задание в каждых из нескольких чернил концентрации соединения, которое образует хелатное соединение с кремнием, попадающей в специфический диапазон, приводит к подавлению растворения нитрида кремния, оксида кремния или карбида кремния, из которых получают защитный слой теплогенерирующей части печатающей головки, обеспечивает достижение хорошей способности по выбросу чернил даже после долговременного хранения и позволяет стабильно получать изображение. В частности, в том случае, когда скорость, с которой растворяется защитный слой, будет в значительной мере варьироваться в зависимости от типов чернил, объединяемых в одном резервуаре для чернил, сопротивление теплогенерирующей части сопла, из которого производят выброс чернил, будет флуктуировать, так что станет трудно регулировать электрический импульсный сигнал, подаваемый на теплогенерирующую часть. В дополнение к этому, даже в случае регулирования электрического импульсного сигнала в целях противодействия флуктуации сопротивления, обусловленной растворением защитного слоя, возникает потребность в регулировании электрического импульсного сигнала для каждого цвета. Данная потребность не является предпочтительной, поскольку управление электрическим импульсом становится сложным, и усложненное управление отвечает за увеличение стоимости печатающей головки или основного блока принтера.
С другой стороны, даже в случае отсутствия регулирования импульса в соответствии с той скоростью, с которой растворяется защитный слой, энергия вспенивания, подводимая к любым одним чернилам, будет отличаться от энергии вспенивания, подводимой к любым одним другим чернилам, так что будут варьироваться количество капель чернил при выбросе и скорость выброса капель чернил, которые устанавливаются на начальной стадии.
В результате в сопоставлении со случаем только одного типа чернил вероятным становится возникновение заметного отклонения для количества капель каждых чернил, наносимых на регистрирующий носитель; или позиции, в которой капли каждых чернил сталкиваются с регистрирующим носителем, что, таким образом, приводит к проблеме, заключающейся в вероятном возникновении ухудшения изображения.
Поэтому в настоящем изобретении скорость, с которой защитный слой вводят в контакт с каждыми чернилами, предпочтительно контролируемо выдерживают в пределах определенного диапазона. Говоря конкретно, уровень содержания поливалентной карбоновой кислоты и ее соли в каждых чернилах предпочтительно находится в диапазоне от 0,001 ммоль/л и более до 0,5 ммоль/л и менее при расчете на совокупное количество чернил. Кроме того, разница между максимальным значением и минимальным значением уровней содержания в соответствующих чернилах, при этом каждый из уровней содержания представляет собой уровень содержания поливалентной карбоновой кислоты и ее соли, предпочтительно составляет 0,3 ммоль/л и менее или в особенности предпочтительно 0,15 ммоль/л и менее.
Чернильный картридж
Далее один вариант реализации настоящего изобретения будет описываться со ссылкой на чертежи. Необходимо отметить то, что прилагаемые чертежи, которые включаются в настоящий документ и образуют его часть, демонстрируют несколько аспектов настоящего изобретения и в комбинации с описанием предназначены для использования при разъяснении правила и принципа настоящего изобретения. Каждая из фиг. 1-6 представляет собой пояснительное изображение, предназначенное для разъяснения конструкции, подходящей для использования печатающей головки регистрирующего устройства, в или для которой настоящее изобретение применяют на практике или используют. Далее в настоящем документе каждый компонент будет описываться со ссылкой на данные чертежи.
Как продемонстрировано на каждой из фиг. 1 и 2, конструкция печатающей головки регистрирующего устройства (картриджа с чернилами) настоящего изобретения сформирована таким образом, что печатающая головка и чернильный картридж агрегированы друг с другом. Печатающую головку регистрирующего устройства (чернильный картридж) Н1001 каждой из фиг. 1 и 2 устанавливают с тремя цветными чернилами: голубые чернила, пурпурные чернила и желтые чернила. Печатающую головку регистрирующего устройства Н1001 фиксируют и опирают при помощи средств позиционирования каретки, установленной на основном блоке регистрирующего аппарата для струйной печати, и электрического контакта, и она может быть снята с каретки. Каждые чернила, с которыми устанавливают печатающую головку, заменяют после их израсходования.
Далее более подробно будут последовательно описываться соответствующие компоненты, из которых сформирована конструкция печатающей головки регистрирующего устройства (картриджа с чернилами).
Печатающая головка регистрирующего устройства (чернильный картридж)
Печатающей головкой регистрирующего устройства (картриджем с чернилами) Н1001 в данном примере является печатающая головка регистрирующего устройства, соответствующая способу капельного напыления (зарегистрированная торговая марка), использующему электротермический преобразователь, который генерирует тепловую энергию для стимулирования пленочного кипения чернил в соответствии с электрическим сигналом. Печатающей головкой регистрирующего устройства является так называемая печатающая головка регистрирующего устройства, относящаяся к типу с боковой подачей, у которой электротермический преобразователь и отверстие для выброса чернил располагают напротив друг друга. В настоящем изобретении печатающая головка предпочтительно имеет блок сопел, в котором 150 и более сопел располагают с шаговым интервалом 300 точек на дюйм и более, а количество чернил, выбрасываемых из каждого сопла, составляет 30 пл и менее, с точек зрения получения высококачественного изображения на обыкновенной бумаге и проведения высокоскоростной печати. Кроме того, с точки зрения совместимости качества фотографического снимка и высокоскоростной печати печатающая головка предпочтительно имеет блок сопел, в котором с шаговым интервалом 600 точек на дюйм и более располагают 100 и более сопел, из каждого из которых производят выброс чернил в количестве 6 пл и менее.
(1-1) Печатающая головка регистрирующего устройства (чернильный картридж)
Печатающую головку регистрирующего устройства (чернильный картридж) Н1001 используют для выброса трехцветных чернил, то есть голубых, пурпурных и желтых чернил. Как продемонстрировано на изображении в разобранном виде в перспективе на фиг.2, печатающая головка включает подложку регистрирующего элемента Н1101, ленту электрической монтажной схемы Н1301 и деталь для подачи/вмещения чернил Н1501. Печатающая головка дополнительно включает фильтры Н1701, Н1702 и Н1703, поглотители чернил Н1601, Н1602 и Н1603, деталь крышку Н1901 и герметизирующую деталь Н1801.
(1-1-1) Подложка регистрирующего элемента
Фиг.3 представляет собой изображение вида в перспективе с местным разрезом, предназначенное для разъяснения конструкции подложки регистрирующего элемента Н1101. Параллельно друг другу формируют три отверстия для подачи чернил Н1102, предназначенные для подачи трех чернил, то есть голубых, пурпурных и желтых чернил.
Размещенные в линию электротермические преобразователи Н1103 и размещенные в линию отверстия для выброса чернил Н1107 располагают и получают в форме зигзага по обеим сторонам от каждого из отверстий для подачи чернил Н1102 таким образом, что отверстия для подачи чернил становятся заключенными в сэндвичевую структуру между линией электротермических преобразователей и линией отверстий для выброса чернил. В дополнение к этому, на кремниевой подложке Н1110 получают электрическую монтажную схему, плавкий предохранитель, электродные части Н1104 и тому подобное. На получающемся в результате продукте по методике фотолитографии из материала смолы получают каждую из стенок канала тока для чернил Н1106 и каждое из отверстий для выброса чернил Н1107. Для подачи питания на электрическую монтажную схему в электродных частях Н1104 формируют столбиковые контакты Н1105, каждый из которых изготовлен из Au и тому подобного.
(1-1-2) Конструкция сопла
Фиг. 4А и 4В представляют собой изображения, каждое из которых схематично демонстрирует часть сопла, предусматриваемого для печатающей головки для струйной печати, в которую в соответствии с настоящим изобретением подают чернила. Фиг.4А представляет собой изображение, демонстрирующее форму сопла, если смотреть на сопло со стороны его отверстия для выброса чернил. Фиг.4В представляет собой изображение, демонстрирующее поперечное сечение, полученное по штрихпунктирной линии 4В-4В фиг.4А.
На фиг.4В символ позиции Н2101 обозначает кремниевую подложку, а символ позиции Н2102 обозначает теплоаккумулирующий слой, образованный из слоя термооксидирования. В дополнение к этому, символ позиции Н2103 обозначает промежуточный слой, который также служит для аккумулирования тепла и образован, например, из слоя оксида кремния или слоя нитрида кремния, символ позиции Н2104 обозначает слой терморезистора, а символ позиции Н2105 обозначает металлический слой монтажной схемы в виде монтажной схемы, образованной из металлического материала, такого как Al, Al-Si или Al-Cu. В дополнение к этому, символ позиции Н2106 обозначает защитный слой, который образован, например, из слоя оксида кремния, слоя нитрида кремния или слоя карбида кремния, а также исполняет функцию изолирующего слоя. Среди них непосредственно в контакте с чернилами находится защитный слой Н2106, так что у слоя требуется наличие химической стойкости к действию, например, щелочи и достаточной стойкости к воздействию механических ударов, и велика необходимость придания слою электроизолирующей способности. В соответствии с этим в качестве материала, из которого получают слой, в особенности подходящим для использования может оказаться слой нитрида кремния или слой карбида кремния. В дополнение к этому, символ позиции Н2107 обозначает теплогенерирующую часть, а тепло, генерируемое в нагревательном элементе слоя терморезистора Н2104, воздействует на чернила.
Теплогенерирующая часть Н2107 в печатающей головке для струйной печати представляет собой часть, на которую воздействует высокая температура вследствие генерации тепла в нагревательном элементе; и которая в основном воспринимает кавитационный удар или химическое действие чернил в связи со вспениванием чернил и усадкой пены после вспенивания. В соответствии с этим теплогенерирующую часть Н2107 снабжают защитным слоем Н2106, предназначенным для защиты электротермического преобразователя от воздействия кавитационного удара и химического действия чернил. Толщина защитного слоя Н2106 предпочтительно находится в диапазоне от 50 нм до 500 нм с точек зрения коэффициента полезного действия при преобразовании тепловой энергии, который важен при эффективном преобразовании электрического импульса, подаваемого на нагревательный элемент; и защиты от чернил в том, что касается механических ударов и химической коррозии в связи с явлением вспенивания.
То есть, если толщина будет меньшей, чем 50 нм, то тогда долговечность теплогенерирующей части по выбросу чернил может оказаться недостаточной, или флуктуация подводимой энергии может очень чутко отреагировать на изменение толщины вследствие растворения защитного слоя, обусловленного хранением. С другой стороны, если толщина будет большей, чем 500 нм, то тогда вспенивание потребует использования большой энергии, и в случае расположения сопел с большой плотностью и увеличения частоты выброса чернил вероятной станет тенденция температуры сопла к увеличению. Кроме того, в настоящем изобретении толщина защитного слоя в особенности предпочтительно находится в диапазоне от 100 нм и более до 450 нм и менее для получения возможности дополнительного увеличения количества сопел, возможности дополнительного увеличения плотности, с которой располагают сопла, и возможности дополнительного улучшения долговечности теплогенерирующей части по выбросу чернил. Элемент для выброса чернил, снабженный отверстием для выброса чернил Н2109, предназначенным для проведения выброса чернил, получают при использовании детали, образующей канал тока, Н2108 на защитном слое Н2106.
Часть, помеченная диагональными линиями, Н2110 на каждой из фиг. 4А и 4В, представляет собой часть жидкостной камеры сопельной части, заполняемой чернилами. Чернила подают из общей жидкостной камеры Н2111, расположенной с правой стороны сопельной части. После вспенивания в теплогенерирующей части Н2107, приводящего к образованию пены, происходит вытеснение чернил из отверстия для выброса чернил Н2109 и их выброс в форме капель чернил.
В дополнение к этому, в настоящем изобретении важно соотношение между объемом жидкостной камеры сопла, обозначенной символом позиции Н2110, и площадью защитного слоя Н2106, в контакте с которым находятся чернила. В общем случае отверстие для выброса чернил Н2109 закрывают при помощи средства герметизации, такого как герметизирующая лента или термоплавкий клей, для того, чтобы можно было бы подавить высыхание чернил в течение длительного периода хранения картриджа с чернилами, в котором печатающая головка для струйной печати и резервуар для чернил агрегированы друг с другом, в случае, например, физического распределения. В соответствии с этим чернила в жидкостной камере Н2110 сопла переводят в состояние, в котором чернила пребывают в жидкостной камере сопла в течение длительного периода времени. В результате состояние, в котором чернила внутри жидкостной камеры и защитный слой Н2106 пребывают в контакте друг с другом, существует в течение длительного времени, так что защитный слой, как считается, постепенно растворяется в чернилах.
3
2
Исследования, проведенные изобретателями настоящего изобретения, выявили нижеследующее: в то время, пока чернильный картридж хранят в таком состоянии, чернила, находящиеся в жидкостной камере для чернил Н2110, редко разжижаются, растворение защитного слоя достигает равновесия тогда, когда концентрация растворенного кремния достигает насыщения, и растворение едва ли будет продолжаться после этого. С учетом вышеизложенного изобретатели обнаружили то, что растворение защитного слоя Н2106 в некоторой степени можно подавить в результате контролируемого выдерживания соотношения между объемом жидкостной камеры Н2110 сопла и площадью поверхности защитного слоя Н2106, выступающей в роли внешней поверхности, в контакте с которой находятся чернила в жидкостной камере Н2110 сопла, в пределах определенного диапазона. Говоря конкретно, соотношение между объемом жидкостной камеры для чернил Н2110 каждого сопла и площадью поверхности части защитного слоя Н2106 части каждого сопла, в контакте с которой находятся чернила, предпочтительно доводят до величины, равной 50 мкм/мкм и менее, так что в случае длительности состояния, в котором защитный слой находится в контакте с чернилами в течение длительного периода времени, например в условиях физического распределения, растворение защитного слоя будет подавляться.
3
2
3
2
В дополнение к этому, на конструкцию сопла накладывают ограничения при стремлении к управлению печатающей головкой с высокой частотой, равной 10 кГц и более, так что соотношение более предпочтительно находится в диапазоне от 5 мкм/мкм и более до 40 мкм/мкм и менее с точки зрения способности к выбросу чернил. Необходимо отметить то, что объем жидкостной камеры для чернил каждого сопла (объем жидкостной камеры сопла), определенный в настоящем документе, относится к части, соответствующей символу позиции Н2110 на каждой из фиг. 4А и 4В, и представляет собой объем части канала тока для чернил, отходящей от общей жидкостной камеры Н2111 и достигающей отверстия для выброса чернил Н2109. В дополнение к этому, термин «площадь поверхности части защитного слоя части каждого сопла, находящейся в контакте с чернилами» в соответствии с использованием в настоящем документе соответствует площади поверхности части защитного слоя Н2106, выступающей в роли внешней поверхности части сопла, в контакте с которой находятся чернила, говоря более конкретно, площади поверхности защитного слоя, находящегося в контакте с чернилами в жидкостной камере Н2110.
В дополнение к этому, в случае так называемой печатающей головки регистрирующего устройства, относящейся к типу с боковой подачей и продемонстрированной на фигурах, у которой электротермический преобразователь и отверстие для выброса чернил располагают напротив друг друга, соответствующие сопла располагают по обоим краям общей жидкостной камеры, размещая их напротив друг друга так, чтобы структура канала тока для чернил была бы не прямой, а изогнутой. Изогнутая структура является предпочтительной, поскольку при долговременном хранении между каждым соплом и общей жидкостной камерой для чернил вряд ли будет возникать конвекция чернил, растворение соединения кремния как компонента, из которого образован защитный слой, в сопле легко будет достигать насыщения, а уменьшение толщины защитного слоя будет подавляться.
(1-1-3) Лента электрической монтажной схемы
Лента электрической монтажной схемы Н1301 образует путь для электрического сигнала, предназначенный для подачи к подложке регистрирующего элемента Н1101 электрического сигнала для выброса чернил, и в ленте формируют отверстие, в которое подложка регистрирующего элемента должна быть вставлена. Электродные контакты Н1304, соединяемые с электродными частями Н1104 подложки регистрирующего элемента, формируют поблизости от краев отверстия. В дополнение к этому, на ленте электрической монтажной схемы Н1301 формируют контакты для ввода внешнего сигнала Н1302, предназначенные для приема электрических сигналов от основного блока аппарата. Электродные контакты Н1304 и контакты для ввода внешнего сигнала Н1302 соединяют при помощи рисунка разводки из непрерывной медной фольги.
Ленту электрической монтажной схемы Н1301 и вторую подложку регистрирующего элемента Н1101 электрически соединяют в результате электрического соединения столбиковых контактов Н1105 и электродных контактов Н1304 по способу термической ультразвуковой контактной сварки. Столбиковые контакты Н1105 формируют в электродной части Н1104 второй подложки регистрирующего элемента Н1101, а электродные контакты Н1304 формируют на ленте электрической монтажной схемы Н1301, соответствующей электродным частям Н1104 второй подложки регистрирующего элемента Н1101.
(1-1-4) Деталь для подачи/вмещения чернил
Деталь для подачи/вмещения чернил Н1501 получают в результате формования смолы, и в подходящем случае в качестве компонента детали можно использовать материал термопластичной смолы, который можно формовать, например, по способу литьевого формования, прямого прессования или термоформования. Предпочтительные примеры подходящей для использования термопластичной смолы включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: сложный полиэфир, поликарбонат, полипропилен, полиэтилен, полистирол и простой полифениленовый эфир и их смеси и модифицированные продукты. Среди них предпочтительным является простой полифениленовый эфир, а в особенности предпочтительным является сплав простого полифениленового эфира и материала на стирольной основе. С точек зрения улучшения жесткости формы и подавления проницаемости для газов в качестве материала смолы предпочтительно используют материал термопластичной смолы, смешанный с наполнителем в количестве от 5 до 40% (мас.). Примеры предпочтительного наполнителя включают нижеследующее, но не ограничиваются только им: неорганические вещества, такие как стекло, кремнезем и графит (то есть свободный углерод). Требуется наличие высоких уровней стойкости к воздействию чернил и свариваемости, и в случае непосредственной установки печатающей головки регистрирующего устройства на детали для подачи/вмещения чернил, подобной данному варианту реализации, кроме того, требуется наличие высоких уровней, например, клейкости при использовании клея и коэффициента линейного расширения при нагревании. С точки зрения баланса между данными требуемыми свойствами в особенности предпочтительным является материал смолы, полученный в результате перемешивания сплава простого полифениленового эфира и материала на стирольной основе с наполнителем.
Как продемонстрировано на фиг.2, деталь для подачи/вмещения чернил Н1501 включает пространства, каждое из которых предназначено для независимого вмещения любого одного из поглотителей Н1601, Н1602 и Н1603, предназначенных для создания отрицательных давлений в целях удерживания в них голубых, пурпурных и желтых чернил. У детали для подачи/вмещения чернил Н1501 дополнительно предусматривают наличие функции подачи чернил благодаря формированию независимых каналов тока для чернил, предназначенных для направления чернил к соответствующим отверстиям для подачи чернил Н1102 подложки регистрирующего элемента Н1101. Каждый из поглотителей чернил Н1601, Н1602 и Н1603, которые предпочтительно получают в результате сжатия полипропиленового (ПП) волокна, можно получать в результате сжатия и уретанового волокна. Части расположенных раньше по направлению тока частей соответствующих каналов тока для чернил, граничащие с поглотителями чернил Н1601, Н1602 и Н1603, по способу сварки соединяют с фильтрами Н1701, Н1702 и Н1703, соответственно, для предотвращения проникновения пыли на подложку регистрирующего элемента Н1101. Каждый из фильтров Н1701, Н1702 и Н1703, которые могут относиться к типу сетки из металла SUS (нержавеющая сталь), предпочтительно относится к типу спеченного волокна из металла SUS.
Отверстия для подачи чернил Н1201, предназначенные для подачи соответствующих чернил, то есть голубых, пурпурных и желтых чернил, на подложку регистрирующего элемента Н1101, формируют на расположенных дальше по направлению тока каналах тока для чернил. Подложку регистрирующего элемента Н1101 приклеивают и фиксируют на детали для подачи/вмещения чернил Н1501 с высокой точностью позиционирования таким образом, чтобы каждое из отверстий для подачи чернил Н1102 подложки регистрирующего элемента Н1101 находилось бы в сообщении с каждым из отверстий для подачи чернил Н1201 детали для подачи/вмещения чернил Н1501. Первым клеем, используемым при приклеивании, предпочтительно является тот, который характеризуется низкой вязкостью и низкой температурой отверждения; отверждается в течение короткого периода времени; демонстрирует относительно высокую твердость после отверждения; и обнаруживает стойкость к воздействию чернил. Например, в качестве первого клея используют термоотверждающийся клей, в основном состоящий из эпоксидной смолы, а толщина слоя клея в данный момент предпочтительно составляет приблизительно 50 мкм.
Часть задней поверхности ленты электрической монтажной схемы Н1301 приклеивают и фиксируют на плоской поверхности вокруг отверстий для подачи чернил Н1201 при использовании второго клея. Часть, где вторую подложку регистрирующего элемента Н1101 и ленту электрической монтажной схемы Н1301 электрически соединяют друг с другом, герметизируют при помощи первого герметизирующего компаунда Н1307 и второго герметизирующего компаунда Н1308 (см. фиг.6) таким образом, чтобы часть, где они электрически соединены друг с другом, была бы защищена от коррозии под действием чернил и воздействия внешнего удара. Первый герметизирующий компаунд Н1307 обеспечивает герметизацию в основном стороны задней поверхности той части, где соединяют любой один из контактов для ввода внешнего сигнала Н1302 ленты электрической монтажной схемы Н1301 и любой один из столбиковых контактов Н1105 подложки регистрирующего элемента, и внешней периферийной части подложки регистрирующего элемента. Второй герметизирующий компаунд Н1308 обеспечивает герметизацию стороны передней поверхности вышеупомянутой части, где соединяют любой один из контактов для ввода внешнего сигнала Н1302 и любой один из столбиковых контактов Н1105. В дополнение к этому, неприклеенную часть ленты электрической монтажной схемы Н1301 сгибают и фиксируют на боковой поверхности, по существу перпендикулярной поверхности детали для подачи/вмещения чернил Н1501, имеющей отверстия для подачи чернил Н1201, с использованием, например, термозамазки или клея.
(1-1-5) Деталь крышка
Деталь крышку Н1901 приваривают к верхнему отверстию детали для подачи/вмещения чернил Н1501, благодаря чему деталь закрывает независимые пространства внутри детали для подачи/вмещения чернил Н1501. Необходимо отметить то, что деталь крышка Н1901 имеет микроотверстия Н1911, Н1912 и Н1913, обеспечивающие наличие возможности устранения флуктуаций давления в соответствующих камерах внутри детали для подачи/вмещения чернил Н1501, и микроканавки Н1921, Н1922 и Н1923, находящиеся в сообщении с соответствующими отверстиями. Другие края микроканавок Н1921 и Н1922 сливаются в определенной серединной точке с микроканавкой Н1923. Кроме того, микроотверстия Н1911, Н1912 и Н1913, микроканавки Н1921 и Н1922 и основную часть микроканавки Н1923 закрывает герметизирующий элемент Н1801, а другая краевая часть микроканавки Н1923 остается открытой, благодаря чему формируется канал вентиляции. Формирование такого канала вентиляции с лабиринтной структурой является предпочтительным, поскольку данное формирование может эффективно обеспечить подавление испарения летучего компонента чернил из канала вентиляции. В дополнение к этому, деталь крышка Н1901 имеет замыкающую часть Н1930 для фиксации печатающей головки регистрирующего устройства на регистрирующем аппарате для струйной печати.
В детали крышки в подходящем случае может быть использован материал смолы, смешанный с наполнителем, подобный тому, что используют в детали для подачи/вмещения чернил. Даже в случае использования вышеупомянутого материала смолы в каждой детали, выбираемой из детали для подачи/вмещения чернил и детали крышки, проницаемости по влаге самого материала смолы избежать невозможно. В соответствии с этим в определенной степени испарение чернил возникает даже в случае наличия вышеупомянутого канала вентиляции с лабиринтной структурой.
(1-2) Установка печатающей головки регистрирующего устройства (то есть картриджа с чернилами) на регистрирующем аппарате для струйной печати
Как продемонстрировано на фиг.1, печатающая головка регистрирующего устройства Н1001 включает установочную направляющую Н1560 для направления печатающей головки в положение посадки, в котором печатающую головку устанавливают на каретке основного блока регистрирующего аппарата для струйной печати; и замыкающую часть Н1930 для установки и фиксации печатающей головки на каретке при использовании установочного рычага для печатающей головки. Печатающая головка дополнительно включает стыкующуюся часть Н1570 в направлении Х (то есть в направлении сканирования каретки), стыкующуюся часть Н1580 в направлении Y (то есть в направлении транспортирования регистрирующего носителя) и стыкующуюся часть Н1590 в направлении Z (то есть в направлении выброса чернил) в целях позиционирования печатающей головки в предварительно заданном положении, в котором печатающую головку устанавливают на каретке. Печатающую головку позиционируют при помощи вышеупомянутых стыкующихся частей, благодаря чему контакты для ввода внешнего сигнала Н1302 на ленте электрической монтажной схемы Н1301 образуют точный электрический контакт со штырьковыми контактами, выступающими в роли формирующих электрическое соединение частей, предусмотренных на внутренней стороне каретки.
(1-3) Способ управления печатающей головкой регистрирующего устройства
При подаче на металлический слой монтажной схемы Н2105 печатающей головки, продемонстрированной на фиг.4В, импульсоподобного электрического сигнала в теплогенерирующей части Н2107 слоя терморезистора Н2104 резко проходит генерация тепла, и в чернилах, находящихся в контакте с поверхностью теплогенерирующей части, происходит образование пены. Давление пены приводит к выпячиванию мениска. После этого через отверстие для выброса чернил Н2109 печатающей головки происходит выброс чернил, становящихся небольшими каплями чернил, и капли вылетают на регистрирующий носитель.
Далее будет описываться величина γ. Величина γ представляет собой коэффициент, представляющий собой соотношение между фактически подводимой энергией и критической энергией, при которой печатающая головка для капельного напыления может обеспечить выброс чернил. То есть, подводимую энергию Е описывают при использовании следующего далее уравнения (А), где Р представляет собой ширину импульса, подводимого к печатающей головке для капельного напыления (в случае раздельного подвода нескольких импульсов - совокупную ширину импульсов), V представляет собой подводимое напряжение, а R представляет собой сопротивление нагревательного элемента.
Е=Р×V<sup>2</sup>/R
(A)
На данный момент величину γ определяют при помощи следующего уравнения (В), где Eth представляет собой минимальную необходимую энергию для нагревательного элемента, при которой печатающая головка для капельного напыления может обеспечить выброс чернил, а Еор представляет собой энергию, подводимую при фактическом управлении печатающей головкой.
γ=Eop/Eth
(B)
В дополнение к этому, практичным способом определения величины Y по условиям, в которых проводят управление печатающей головкой для капельного напыления, является способ, следующий далее.
Сначала перед проведением управления печатающей головкой находят надлежащую ширину импульса, при которой печатающая головка для капельного напыления производит выброс чернил при заданном напряжении. После этого ширину импульса постепенно укорачивают и находят ширину импульса, при которой печатающая головка прекращает выброс чернил. Минимальную ширину импульса, при которой печатающая головка может обеспечить выброс чернил, непосредственно предшествующую ширине вышеупомянутого импульса, обозначают Pth. Величину Y определяют из следующего далее уравнения (С), где Рор представляет собой ширину импульса, фактически используемую для управления печатающей головкой.
γ=Pop/Pth
(C)
Для обеспечения возможности стабильного выброса чернил печатающей головкой предпочтительно управляют в таких условиях, чтобы величина γ, определенная так, как это описывалось ранее, находилась бы в диапазоне от 1,10 до 1,50. Такие условия управления дополнительно препятствуют возникновению когации с прилипанием к нагревательному элементу и, таким образом, могут дополнительно продлить срок службы печатающей головки регистрирующего устройства. В дополнение к этому, теплогенерирующую часть можно исследовать на предмет изменения сопротивления терморезистора до и после долговременного хранения в результате измерения минимальной ширины импульса Pth0 непосредственно после получения из резервуара для чернил и минимальной ширины импульса Pth1 после долговременного хранения; и определения степени изменения для них в соответствии со следующим далее уравнением (D).
α(%)=100×(Pth1-Pth0)/Pth0
(D)
α - степень изменения Pth предпочтительно равна менее, чем 30%, для того, чтобы можно было бы стабильно проводить выброс чернил, в частности, можно было бы удовлетворить различные критерии по параметрам способности по выбросу чернил, таким как флуктуация количества выбрасываемых чернил в связи со стабильностью условий вспенивания; способность заполнения, которая проявляется при подаче чернил в сопло; способность аккумулирования тепла вследствие непрерывного выброса чернил в связи с флуктуацией энергии, подводимой к теплогенерирующей части; и долговечность по выбросу чернил. В частности, в случае намерения получения даже фотографического изображения α предпочтительно равно менее, чем 20%, поскольку возникает потребность в контролируемом выдерживании стабильного выброса чернил с улучшенной точностью для того, чтобы предпочтительный диапазон количества чернил, выбрасываемых из одного сопла, мог бы составлять 6 пл и менее.
Регистрирующий аппарат для струйной печати
Далее будет описываться регистрирующий аппарат с выбросом жидкости, на котором можно установить такую печатающую головку регистрирующего устройства, относящуюся к типу с картриджем, что и описанная ранее. Фиг.7 представляет собой пояснительное изображение, демонстрирующее пример регистрирующего аппарата, на котором можно установить печатающую головку регистрирующего устройства с выбросом жидкости настоящего изобретения. В регистрирующем аппарате, продемонстрированном на фиг.7, печатающую головку регистрирующего устройства Н1001, продемонстрированную на фиг.1, позиционируют по отношению к каретке 102 и устанавливают на ней таким образом, чтобы ее можно было бы с каретки снимать, а каретку 102 снабжают частями, формирующими электрическое соединение, для передачи управляющего сигнала и тому подобного на соответствующие части для выброса чернил через контакты для ввода внешнего сигнала на печатающей головке регистрирующего устройства Н1001.
Направление для возвратно-поступательного движения каретки 102 и опору для нее обеспечивает направляющий вал 103, установленный в основном блоке аппарата и проходящий в главном направлении сканирования. В дополнение к этому, кареткой 102 управляют при помощи главного двигателя сканирования 104 при помощи управляющих механизмов, таких как шкив двигателя 105, ведомый шкив 106 и синхронизирующий ремень 107, и в то же самое время контролируют ее положение и перемещение. В дополнение к этому, каретку 102 снабжают датчиком начального положения 130. При наличии данной конструкции можно получать информацию о положении каретки при прохождении датчиком начального положения 130 на каретке 102 положения защитной пластины 136.
Регистрирующие носители 108, такие как типографская бумага и тонкая пластина из пластика, по раздельности один за другим подают из устройства для автоматической подачи листов (ASF) 132 благодаря вращению дукторного вала 131, приводимого в движение двигателем для подачи листов 135 через зубчатую передачу. Кроме того, каждый из носителей транспортируют (то есть субсканируют) через положение (то есть печатающую часть), противоположное поверхности отверстия для выброса чернил печатающей головки регистрирующего устройства Н1001 благодаря вращению транспортирующего вала 109. Транспортирующий вал 109 вращается благодаря вращению низкочастотного двигателя 134, соединенного через зубчатую передачу. На данный момент устанавливают, подан ли носитель, и при подаче листа определяют положение заголовка тогда, когда каждый из регистрирующих носителей 108 будет проходить положение датчика конца бумаги 133. Кроме того, датчик конца бумаги 133 используют для отыскания положения, в котором фактически располагается задний край каждого из регистрирующих носителей 108, а также, в конечном счете, и для идентификации текущего положения при регистрации, отсчитывая от фактического заднего края.
Необходимо отметить то, что задняя поверхность каждого из регистрирующих носителей 108 опирается на валик (не показан) для того, чтобы в печатающей части можно было бы получить поверхность для плоской печати. В данном случае печатающую головку регистрирующего устройства Н1001, установленную на каретке 102, удерживают таким образом, чтобы ее поверхность отверстия для выброса чернил выступала бы вниз из каретки 102 и располагалась бы параллельно каждому из регистрирующих носителей 108 между двумя парами транспортирующих валов. Печатающую головку регистрирующего устройства Н1001 устанавливают на каретке 102 таким образом, чтобы направления, в каждом из которых расположены отверстия для выброса чернил в каждой части для выброса чернил (то есть в блоках отверстий для выброса чернил), пересекались бы с вышеупомянутым направлением сканирования каретки 102, и регистрацию проводят в результате выброса жидкости из данных блоков отверстий для выброса чернил.
ПРИМЕРЫ
Далее в настоящем документе настоящее изобретение будет описываться более конкретно при помощи примеров и сравнительных примеров. Однако настоящее изобретение следующими далее примерами не ограничивается до тех пор, пока настоящее изобретение не будет отклоняться от своей сущности. Необходимо отметить то, что термины «часть (части)» и «%» в следующем далее описании обозначают «массовую часть (части)» и «% (мас.)», соответственно, если только не будет указано другого.
Получение красящего вещества
Голубая краска 1
Перемешивали и промывали метанолом сульфолан, мононатриевую соль 4-сульфофталевой кислоты, хлорид аммония, мочевину, молибдат аммония и хлорид двухвалентной меди. После этого к смеси добавляли воду, а значение рН у получающейся в результате жидкости доводили до 11, благодаря использованию водного раствора гидроксида натрия. Затем к жидкости добавляли водный раствор хлористоводородной кислоты при одновременном перемешивании жидкости, а после этого к смеси постепенно добавляли хлорид натрия. Затем осажденные кристаллы отфильтровывали и промывали при помощи 20%-ного водного раствора хлорида натрия. После этого добавляли метанол, а осажденные кристаллы отделяли в результате фильтрования. Кроме того, кристаллы промывали при помощи 70%-ного водного раствора метанола, а затем высушивали, благодаря чему получали четырехнатриевую соль медь-фталоцианинтетрасульфоновой кислоты в виде синих кристаллов.
После этого четырехнатриевую соль медь-фталоцианинтетрасульфоновой кислоты, полученную так, как было описано ранее, постепенно добавляли к хлорсульфоновой кислоте и к смеси прикапывали тионилхлорид. Реакционную жидкость охлаждали, а осажденные кристаллы отфильтровывали, благодаря чему на фильтре получали желательный влажный осадок хлорангидрида медь-фталоцианинтетрасульфоновой кислоты. Влажный осадок на фильтре перемешивали и суспендировали и к осадку на фильтре добавляли водоаммиачный раствор и соединение, описывающееся следующей далее формулой (α). Кроме того, к получающемуся в результате продукту добавляли воду и хлорид натрия, благодаря чему кристаллы выпадали в осадок. Осажденные кристаллы отфильтровывали и промывали водным раствором хлорида натрия. Кристаллы отфильтровывали и промывали еще раз, а после этого высушивали, благодаря чему получали красящее вещество, используемое в примерах, то есть голубую краску 1.
Формула (α)
Соединение, описывающееся формулой (α), синтезировали так, как это описывается далее. В воду со льдом загружали Lipal OH, хлорангидрид циануровой кислоты и мононатриевую соль анилин-2,5-дисульфоновой кислоты, а после этого добавляли водный раствор гидроксида натрия. Затем в реакционную жидкость добавляли водный раствор гидроксида натрия и значение рН у нее доводили до 10,0. К реакционной жидкости добавляли 28%-ный водоаммиачный раствор и этилендиамин. Затем к получающемуся в результате продукту прикапывали хлорид натрия и концентрированную хлористоводородную кислоту, благодаря чему кристаллы выпадали в осадок. Осажденные кристаллы отфильтровывали и фракционировали и промывали при помощи 20%-ного водного раствора хлорида натрия, благодаря чему получали влажный осадок на фильтре. К получающемуся в результате влажному осадку на фильтре добавляли метанол и воду и всю смесь отфильтровывали, промывали метанолом и высушивали, благодаря чему получали соединение, описывающееся формулой (α):
Голубая краска 1
где l=0-2, m=1-3, a n=1-3, при том условии, что l+m+n=3 или 4, а m≥1, положениями замещения для заместителя являются положения 4 или 4', а М представляет собой Na.
Пурпурная краска 1
Пурпурную краску 1, обладающую следующей далее структурой, получали при использовании следующих далее стадий от (А) до (С).
(А): В соответствии с обычным способом (например, ”New Dye Chemistry” by Yutaka Hosoda (the twenty-first day of December, 1973, published by GIHODO SHUPPAN Co., Ltd.), p. 396 to 409) в результате азосочетания и проведения стадии реакции сочетания из 2-аминобензойной кислоты (то есть антраниловой кислоты) и 1-амино-8-гидрокси-3,6-нафталиндисульфоновой кислоты (то есть Н-кислоты) получают моноазо-соединение.
(В): Моноазо-соединение, полученное так, как было описано ранее, добавляют к суспензии хлорангидрида циануровой кислоты при одновременном выдерживании значения рН в диапазоне от 4 до 6 и температуры в диапазоне от 0 до 5°С и реакцию проводят во всей смеси в течение нескольких часов. После этого к получающемуся в результате продукту добавляют водный раствор 2-аминобензойной кислоты (то есть антраниловой кислоты) таким образом, чтобы получающийся в результате продукт не становился бы щелочным при комнатной температуре, и в течение нескольких часов во всей смеси проводят реакцию конденсации. Затем к получающемуся в результате продукту при температуре в диапазоне от 50 до 60°С добавляют 25%-ный водный раствор гидроксида натрия до получения в результате сильнощелочного продукта и во всей смеси проводят реакцию гидролиза, а после этого реакцию прекращают.
(С): После охлаждения получающийся в результате продукт подвергают высаливанию при помощи хлорида натрия.
Пурпурная краска 1
Получение чернил
В предварительно заданных количествах, продемонстрированных в каждой из таблиц, добавляли различные компоненты, продемонстрированные в каждой из приведенных далее таблицы 2-1 и таблицы 2-2, в том числе голубую краску 1, полученную так, как было описано ранее, а для доведения совокупного количества компонентов и воды до 100 частей использовали воду. Данные компоненты смешивали и в достаточной степени перемешивали для растворения. После этого получающийся в результате продукт отфильтровывали через микрофильтр, имеющий размер пор 0,2 мкм (изготовленный в компании Fuji Photo Film Co., Ltd.), под давлением, благодаря чему получали каждые из голубых чернил - от голубых чернил С1 до голубых чернил С9.
<u>Таблица 2-1</u>
Составы голубых чернил в диапазоне от голубых чернил С1 до голубых чернил С5(единица измерения: части)
С1
С2
С3
С4
С5
Глицерин
5
5
5
5
5
Этиленгликоль
7
7
7
7
7
Диэтиленгликоль
9
9
9
9
9
1,5-пентандиол
5
5
5
5
5
Acetylenol E100
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
Циановая краска 1
6
6
6
6
6
Тринатриевая соль лимонной кислоты
0,001
0,0002
0,00025
0,0045
0,008
Вода
Балансовое количество
Балансовое количество
Балансовое количество
Балансовое количество
Балансовое количество
<u>Таблица 2-2</u>
Составы голубых чернил в диапазоне от голубых чернил С6 до голубых чернил С9(единица измерения: части)
С6
С7
С8
С9
Глицерин
5
5
5
5
Этиленгликоль
7
7
7
7
Диэтиленгликоль
9
9
9
9
1,5-пентандиол
5
5
5
5
Acetylenol E100
0,8
0,8
0,8
0,8
Циановая краска 1
6
6
6
6
Тринатриевая соль лимонной кислоты
0,000025
0,012
0
0,015
Вода
Балансовое количество
Балансовое количество
Балансовое количество
Балансовое количество
Примеры от 1 до 7 и сравнительные примеры 1 и 2
Каждые из голубых чернил - от голубых чернил С1 до голубых чернил С9, продемонстрированных в таблице 2-1 и таблице 2-2, хранили в картридже с чернилами, продемонстрированном на фиг.1, благодаря чему получали картриджи с чернилами из примеров от 1 до 7 и сравнительных примеров 1 и 2.
Печатающая головка каждого из картриджей с чернилами, используемых в примерах и сравнительных примерах, включает блок сопел, в котором в виде прямой линии с интервалом 600 точек на дюйм для одного цвета располагают 192 сопла Н2112, каждое из которых обеспечивает выброс 5 пл чернил на 1 точку. Печатающая головка дополнительно включает блок сопел, в котором в виде прямой линии с интервалом 600 точек на дюйм располагают 192 сопла Н2112, каждое из которых обеспечивает выброс 2 пл чернил на 1 точку.
3
2
В использованной печатающей головке пары блоков сопел располагали параллельно друг другу для трех цветов, при этом каждая из пар блоков сопел была образована из описанных ранее двух блоков сопел, расположенных по обоим краям общей жидкостной камеры Н2111 напротив друг друга. На данный момент соотношение между объемом жидкостной камеры для чернил каждого сопла и площадью поверхности части защитного слоя части каждого сопла, с которой чернила находятся в контакте, составляло 14 мкм/мкм вне зависимости от того, было ли сопло способно обеспечить выброс 5 пл чернил или 2 пл чернил. Вышеупомянутый защитный слой, используемый в печатающей головке, был образован из материала, в основном состоящего из нитрида кремния, и его толщина составляла 300 нм. В дополнение к этому, материалом детали для подачи/вмещения чернил Н1501 являлся сплав материала на стирольной основе и простого полифениленового эфира, а материалом для каждой из деталей поглотителей чернил Н1601, Н1602 и Н1603 являлся полипропилен. В таблице 3 продемонстрирована концентрация соли поливалентной карбоновой кислоты, включенной в каждые из чернил, хранящиеся в каждом из картриджей с чернилами из примеров и сравнительных примеров.
<u>Таблица 3</u>
Концентрация соли поливалентной карбоновой кислоты в каждых голубых чернилах - от голубых чернил С1 до голубых чернил С9
Пример
Сравнительный пример
1
2
3
4
5
6
7
1
2
Чернила
С1
С2
С3
С4
С5
С6
С7
С8
С9
Концентрация соли поливалентной карбоновой кислоты (ммоль/л)
0,04
0,008
0,01
0,2
0,3
0,001
0,5
0
0,6
Измеряли управляющий импульс, при помощи которого каждый из картриджей с чернилами из примеров от 1 до 7 и сравнительных примеров 1 и 2 был способен обеспечить выброс чернил в случае использования в регистрирующем аппарате, продемонстрированном на фиг.7, и измеренный управляющий импульс обозначали Pth0. Задание импульса проводили таким образом, чтобы на каждое сопло был бы подан управляющий импульс Рор, имеющий ширину импульса, в 1,2 раза большую ширины управляющего импульса Pth0, а после этого получали распечатку начального шаблона для проверки напыления из сопел. Кроме того, затем поверхность, на которой расположено отверстие для выброса чернил, герметизировали при помощи герметизирующей ленты. После этого каждый чернильный картридж хранили в контейнере в условиях физического распределения - в прозрачной упаковке таким образом, чтобы картридж был бы герметизирован, и выдерживали в термостате при температуре 60°С в течение 30 дней.
После выдерживания подобным же образом измеряли управляющий импульс, при помощи которого каждый чернильный картридж был способен обеспечить выброс чернил, и измеренный управляющий импульс обозначали Pth1. После этого задание импульса проводили таким образом, чтобы управляющий импульс Рор был бы подан на каждое сопло, а затем получали распечатку шаблона для проверки напыления из сопел после хранения. Распечатку шаблона исследовали на предмет выявления присутствия или отсутствия рассогласования при печати в сопоставлении с распечаткой начального шаблона.
Кроме того, проводили непрерывную печать изображений, для каждого из которых коэффициент заполнения составлял 7,5%, до тех пор, пока чернила в резервуаре для чернил не вырабатывались при тех же самых условиях управления. В данном случае распечатки шаблонов для проверки напыления из всех сопел получали каждый раз после распечатки 100 изображений и до того, как чернила в резервуаре были выработаны, делали оценку относительно того, происходило или нет расплывание при печати или рассогласование при печати. Оценку для α - степени изменения управляющего импульса до и после хранения и рассогласования при печати и долговечности по печати после описанного ранее хранения получали на основе следующих далее критериев. В таблице 4 результаты представлены суммарно.
Изменение управляющего импульса
α - степень изменения управляющего импульса определяли в соответствии со следующим далее уравнением (D) и получали оценку на основе следующих далее критериев.
α(%)=100×(Pth1-Pth0)/Pth0
(D)
А: α - степень изменения до и после хранения равна менее, чем 20%.
В: α - степень изменения до и после хранения равна 20% и более и менее, чем 30%.
С: α - степень изменения до и после хранения равна 30% и более.
Рассогласование при печати после хранения
Оценку получали на основе следующих далее критериев.
А: в сопоставлении с распечаткой начального шаблона почти никакого рассогласования при печати не наблюдается.
В: в сопоставлении с распечаткой начального шаблона наблюдается незначительное рассогласование при печати.
С: в сопоставлении с распечаткой начального шаблона наблюдается рассогласование при печати.
Долговечность по печати [расплывание при печати]
Оценку получали на основе следующих далее критериев.
А: никакого расплывания при печати не наблюдается вплоть до тех пор, пока чернила в резервуаре для чернил не будут выработаны.
В: до того, как чернила в резервуаре для чернил будут выработаны, наблюдается расплывание при печати.
Долговечность по печати [рассогласование при печати]
Оценку получали на основе следующих далее критериев.
А: вплоть до тех пор, пока чернила в резервуаре для чернил не будут выработаны, никакого рассогласования при печати не наблюдается.
В: до того, как чернила в резервуаре для чернил будут выработаны, наблюдается незначительное рассогласование при печати.
С: до того, как чернила в резервуаре для чернил будут выработаны, наблюдается рассогласование при печати.
<u>Таблица 4</u>
Результаты по оценке
Пример
Сравнительный пример
1
2
3
4
5
6
7
1
2
Изменение управляющего импульса
А
А
А
А
В
А
В
А
С
Рассогласование при печати после хранения
А
В
А
А
А
В
А
С
А
Долговечность по печати
Расплывание при печати
А
А
А
А
А
А
А
А
С
Рассогласование при печати
А
В
А
А
А
В
А
С
А
Результаты из таблицы 4 подтвердили то, что каждый их картриджей с чернилами из примеров от 1 до 7 демонстрировал небольшое изменение управляющего импульса и небольшое изменение получаемого изображения и обнаруживал достаточные характеристики по выбросу чернил и достаточную долговечность по печати до и после хранения. С другой стороны, очевидно то, что каждый из картриджей с чернилами из сравнительных примеров демонстрировал большое изменение получаемого управляющего импульса, был неудовлетворительным с точки зрения долговечности по печати или не обнаруживал ни достаточных характеристик по выбросу чернил, ни достаточной стабильности при хранении.
Примеры 8 и 9, справочный пример 1 и сравнительный пример 3
В предварительно заданных количествах, продемонстрированных в таблице, добавляли различные компоненты, продемонстрированные в приведенной далее таблице 5, а для доведения совокупного количества компонентов и воды до 100 частей использовали воду. Данные компоненты смешивали и в достаточной степени перемешивали для растворения. После этого получающийся в результате продукт отфильтровывали через микрофильтр, имеющий размер пор 0,2 мкм, (изготовленный в компании Fuji Photo Film Co., Ltd.), под давлением, благодаря чему получали каждые из чернил - пурпурные чернила М1 и желтые чернила Y1.
<u>Таблица 5</u>
Составы пурпурных чернил и желтых чернил(единица измерения: части)
М1
Y1
Глицерин
4
8
Этиленгликоль
8
8
Диэтиленгликоль
10
9
1,5-пентандиол
5
-
Acetylenol E100
0,8
0,8
Пурпурная краска 1
6
-
C. I. Direct Yellow 132
-
3
Тринатриевая соль лимонной кислоты
0,001
0,001
Вода
Балансовое количество
Балансовое количество
3
2
Голубые чернила (С1, С5, С7 и С9), продемонстрированные в таблице 2-1 и таблице 2-2, и пурпурные чернила М1 и желтые чернила Y1, продемонстрированные в таблице 5, объединяли так, как это продемонстрировано в таблице 6, и каждую из комбинаций хранили в картридже с чернилами, продемонстрированном на фиг.1, благодаря чему получали картриджи с чернилами из примеров 8 и 9, справочного примера 1 и сравнительного примера 3. Печатающая головка каждого из картриджей с чернилами, использованного в примерах и сравнительных примерах, включает блок сопел, в котором в виде прямой линии с интервалом 600 точек на дюйм для одного цвета располагают 192 сопла Н2112, каждое из которых обеспечивает выброс 5 пл чернил на 1 точку. Печатающая головка дополнительно включает блок сопел, в котором в виде прямой линии с интервалом 600 точек на дюйм располагают 192 сопла Н2112, каждое из которых обеспечивает выброс 2 пл чернил на 1 точку. В использованной печатающей головке пары блоков сопел располагали параллельно друг другу для трех цветов, при этом каждая из пар блоков сопел была образована из описанных ранее двух блоков сопел, расположенных по обоим краям общей жидкостной камеры Н2111 напротив друг друга. На данный момент соотношение между объемом жидкостной камеры для чернил каждого сопла и площадью поверхности части защитного слоя части каждого сопла, с которой чернила находятся в контакте, составляло 14 мкм/мкм вне зависимости от того, было ли сопло способно обеспечить выброс 5 пл чернил или 2 пл чернил. Вышеупомянутый защитный слой, используемый в печатающей головке, был образован из материала, в основном состоящего из нитрида кремния, и его толщина составляла 300 нм. В дополнение к этому, материалом детали для подачи/вмещения чернил Н1501 являлся сплав материала на стирольной основе и простого полифениленового эфира, а материалом для каждой из деталей поглотителей чернил Н1601, Н1602 и Н1603 являлся полипропилен.
В таблице 6 продемонстрирована разница концентраций между наибольшей концентрацией соли поливалентной карбоновой кислоты и наименьшей концентрацией соли поливалентной карбоновой кислоты для комплекта чернил CMY (голубые, пурпурные, желтые), хранящегося в каждом из картриджей с чернилами из примеров 8 и 9, справочного примера 1 и сравнительного примера 3. В дополнение к этому, как и в случае каждого из описанных ранее примеров от 1 до 7 и сравнительных примеров 1 и 2, измеряли управляющий импульс, при помощи которого каждый из картриджей с чернилами из примеров 8 и 9, справочного примера 1 и сравнительного примера 3 был способен обеспечить выброс каждых чернил в случае использования в регистрирующем аппарате, продемонстрированном на фиг.7, и измеренный управляющий импульс обозначали Pth0. Задание импульса проводили таким образом, чтобы на каждое сопло был бы подан управляющий импульс Рор, имеющий ширину импульса, в 1,2 раза большую ширины управляющего импульса Pth0, а после этого получали распечатку начального шаблона для проверки напыления из сопел.
После этого при тех же самых условиях управления (Рор) распечатывали полутоновую шкалу CMY, соответствующую способу Bk, и определяли ее как начальную распечатку. Кроме того, затем поверхность, на которой расположено отверстие для выброса чернил, герметизировали при помощи герметизирующей ленты. После этого каждый чернильный картридж хранили в контейнере в условиях физического распределения - в прозрачной упаковке таким образом, чтобы картридж был бы герметизирован, и выдерживали в термостате при температуре 60°С в течение 30 дней. После выдерживания (то есть хранения) при том же самом управляющем импульсе Рор, что и на начальной стадии, получали распечатку шаблона для проверки напыления из сопел, а затем распечатку шаблона исследовали на предмет выявления присутствия или отсутствия рассогласования при печати в сопоставлении с распечаткой начального шаблона. Кроме того, при тех же самых условиях управления распечатывали полутоновую шкалу CMY, соответствующую способу Bk, и определяли ее как распечатку после хранения.
После этого подобным же образом измеряли управляющий импульс, при помощи которого каждый чернильный картридж был способен обеспечить выброс чернил, и измеренный управляющий импульс обозначали Pth1. Проводили непрерывную печать изображений, для каждого из которых коэффициент заполнения составлял 7,5% для каждого цвета, до тех пор, пока чернила в резервуаре для чернил не вырабатывались при управляющем импульсе Рор. В данном случае распечатки шаблонов для проверки напыления из всех сопел получали каждый раз после распечатки 100 изображений и до того, как чернила в резервуаре были выработаны, делали оценку относительно того, происходили или нет расплывание при печати или рассогласование при печати. Оценку для изменения способности к проявлению цвета в полутоновой шкале до и после хранения получали на основе следующих далее критериев, а оценку для α - степени изменения управляющего импульса и рассогласования при печати и долговечности по печати после хранения получали на основе критериев, подобных тем, что использованы в описанных ранее примерах от 1 до 7. В таблице 6 результаты представлены суммарно.
Изменение способности к проявлению цвета
Оценку получали на основе следующих далее критериев.
А: до и после проведения испытания на хранение почти никакого изменения полутоновой шкалы не наблюдается.
В: до и после проведения испытания на хранение наблюдается незначительное изменение полутоновой шкалы.
С: до и после проведения испытания на хранение наблюдается изменение полутоновой шкалы.
Результаты из таблицы 6 подтвердили то, что каждый их картриджей с чернилами из примеров 8 и 9 демонстрировал небольшое изменение управляющего импульса и небольшое изменение получаемого изображения и обнаруживал достаточную долговечность по печати до и после хранения. С другой стороны, каждый из картриджей с чернилами из справочного примера 1 и сравнительного примера 3 имеет тенденцию к демонстрации большой флуктуации изменения получаемого управляющего импульса среди соответствующих чернил и большого изменения цветового оттенка у получаемого изображения. Очевидно то, что, в частности, случай из сравнительного примера 3, в котором объединяют голубые чернила С9, характеризующиеся высоким уровнем содержания поливалентной карбоновой кислоты, неудовлетворителен с точки зрения долговечности по печати и не обнаруживает достаточной стабильности при хранении.
Примеры от 10 до 15
Объединяли описанные ранее голубые чернила С1, пурпурные чернила М1 и желтые чернила Y1 и получали комплект чернил. Каждые чернила хранили в получающемся в результате комплекте чернил в картридже с чернилами, который имел ту же самую форму, что и продемонстрированная на фиг.1, и на котором устанавливали печатающую головку, характеризующуюся такой структурой сопел, чтобы соотношение между объемом жидкостной камеры для чернил и площадью поверхности защитного слоя и толщина защитного слоя были бы теми, что и продемонстрированные в таблице 7, благодаря чему получали каждый из картриджей с чернилами из примеров от 10 до 15. В печатающей головке каждого из картриджей с чернилами, используемых в примерах от 10 до 15, пары блоков сопел располагали параллельно друг другу для трех цветов, при этом каждая из пар блоков сопел была образована из двух блоков сопел, в каждом из которых в виде прямой линии с интервалом 600 точек на дюйм для одного цвета располагали 192 сопла, расположенных по обоим краям общей жидкостной камеры Н2111 напротив друг друга. В дополнение к этому, защитный слой, используемый в печатающей головке для струйной печати, был образован из материала, в основном состоящего из нитрида кремния. В дополнение к этому, материалом детали для подачи/вмещения чернил Н1501 являлся сплав материала на стирольной основе и простого полифениленового эфира, а материалом для каждой из деталей поглотителей чернил Н1601, Н1602 и Н1603 являлся полипропилен.
<u>Таблица 7</u>
Пример 10
Пример 11
Пример 12
Пример 13
Пример 14
Пример 15
Чернила
Голубые чернила С1·пурпурные чернила М1·желтые чернила Y1
Концентрация соли поливалентной карбоновой кислоты (ммоль/л)
С1=0,04·М1=0,04·Y1=0,04
Толщина защитного слоя (нм)
40
50
480
500
300
300
Объем жидкостной камеры/площадь поверхности защитного слоя (мкм<sup>3</sup>/мкм<sup>2</sup>)
14
14
14
14
46
57
Измеряли управляющий импульс, при помощи которого каждый из картриджей с чернилами из описанных ранее примеров от 10 до 15 был способен обеспечить выброс чернил в случае использования в регистрирующем аппарате, продемонстрированном на фиг.7, и измеренный управляющий импульс обозначали Pth0. Задание импульса проводили таким образом, чтобы на каждое сопло был бы подан управляющий импульс Рор, имеющий ширину импульса, в 1,2 раза большую ширины управляющего импульса Pth0, а после этого получали распечатку начального шаблона для проверки напыления из сопел. Затем при тех же самых условиях управления (Рор) распечатывали полутоновую шкалу CMY, соответствующую способу Bk, и определяли ее как начальную распечатку. Кроме того, после этого поверхность, на которой расположено отверстие для выброса чернил, герметизировали при помощи герметизирующей ленты. Затем каждый чернильный картридж хранили в контейнере в условиях физического распределения - в прозрачной упаковке таким образом, чтобы картридж был бы герметизирован, и выдерживали в термостате при температуре 60°С в течение 30 дней. После выдерживания при том же самом управляющем импульсе Рор, что и на начальной стадии, получали распечатку шаблона для проверки напыления из сопел, а затем распечатку шаблона исследовали на предмет выявления присутствия или отсутствия рассогласования при печати в сопоставлении с распечаткой начального шаблона. Кроме того, при тех же самых условиях управления распечатывали полутоновую шкалу CMY, соответствующую способу Bk, и определяли ее как распечатку после хранения.
Подобным же образом измеряли управляющий импульс, при помощи которого каждый чернильный картридж был способен обеспечить выброс чернил, и измеренный управляющий импульс обозначали Pth1. После этого проводили непрерывную печать изображений, для каждого из которых коэффициент заполнения составлял 7,5% для каждого цвета, до тех пор, пока чернила в резервуаре для чернил не вырабатывались при управляющем импульсе Рор. В данном случае распечатки шаблонов для проверки напыления из всех сопел получали каждый раз после распечатки 100 изображений и до того, как чернила в резервуаре были выработаны, делали оценку относительно того, происходило или нет расплывание при печати или рассогласование при печати. В дополнение к этому, во время испытания на проведение печати до израсходования чернил измеряли температуру печатающей головки непосредственно после проведения печати и печатающую головку исследовали на предмет увеличения температуры вследствие проведения печати. Оценку для изменения способности к проявлению цвета при печати и α - степени изменения управляющего импульса до и после правления и рассогласования при печати и долговечности по печати после описанного ранее хранения получали на основе вышеупомянутых критериев. Оценку для увеличения температуры вследствие проведения печати получали на основе следующих далее критериев. В таблице 8 результаты представлены суммарно.
Увеличение температуры вследствие проведения печати
Оценку получали на основе следующих далее критериев.
А: Температура непосредственно после проведения печати равна менее чем 60°С.
В: Температура непосредственно после проведения печати равна 60°С и более и менее, чем 70°С.
С: Температура непосредственно после проведения печати равна 70°С и более.
Результаты из таблицы 8 подтвердили то, что каждый из картриджей с чернилами из примеров от 10 до 15 демонстрировал небольшое изменение управляющего импульса и небольшое изменение получаемого изображения, характеризовался достаточной способностью по выбросу чернил и достаточной долговечностью по печати и обнаруживал хорошие характеристики по противодействию увеличению температуры вследствие проведения печати до и после хранения.
Данная заявка заявляет преимущества японской патентной заявки № 2005-200954, поданной 8 июля 2005 года, которая во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ.