ВОДНЫЕ ЧЕРНИЛА, НАБОР ЧЕРНИЛ И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК C09D11/00 B41J2/01 B41M5/00 

Изобретение относится к водным чернилам, которые содержат водонерастворимое красящее вещество, набору чернил, содержащих водонерастворимое красящее вещество. Более конкретно, изобретение относится к водным чернилам, которые являются предпочтительными для способов струйной регистрации, и способу формирования изображения, в котором применяются водные чернила.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Общеизвестно, что чернила, которые содержат водонерастворимое красящее вещество, такое как пигменты, в качестве красящих веществ (пигментные чернила) формируют изображения, имеющее хорошую стойкость, такую как водоустойчивость или светопрочность. За последние годы были предложены различные методы для повышения плотности печати изображения, формируемого с применением таких чернил.

Например, как раскрыто в патентной заявке Japanese Patent Application Laid-open No. 2000-198955, предложено для достижения значительного увеличения плотности изображения использовать чернила, содержащие самодиспергируемую углеродную сажу и особую соль. Как также раскрыто в патентной заявке Japanese Patent Application Laid-open No. 2000-63719, предложен способ, в котором чернила для струйной регистрации, представляющие собой композицию, содержащую пигмент, тонкодисперсные полимерные частицы, водорастворимый органический растворитель и воду, и водный раствор, содержащий соль поливалентного металла, наносят на регистрирующую среду, и композиция чернил взаимодействует с водным раствором соли поливалентного металла с формированием высококачественного изображения. В обоих этих способах пигмент, присутствующий в чернилах, находится в диспергированном состоянии и принудительно вызывается его флокуляция на поверхности регистрирующей среды, что предотвращает проникновение пигмента в регистрирующую среду и позволяет получать изображения, имеющие значительно более высокую плотность.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно исследованиям, проведенным авторами настоящего изобретения, было обнаружено, что в выше названных способах, область покрытия поверхности красящим веществом (которую называют "степенью покрытия поверхности") может быть недостаточна при сопоставлении с объемом капель чернил, так как вызывается флокуляция пигментных частиц на регистрирующей среде. Это означает, что в вышеприведенных способах требуется большее количество наносимых чернил для достижения такой же плотности изображения, которое достигается при применении пигментных чернил, в которых традиционный пигмент диспергирован с помощью полимерного диспергирующего средства или другого подобного средства. В связи с этим есть необходимость в улучшении этих способов. Известен также способ, при помощи которого изготавливают чернила, которые значительно проникают в регистрирующую среду при обеспечении большей степени покрытия поверхности, даже при малых объемах капель чернил. Однако, когда получаемые чернила обладают высокой проницаемостью, они могут проникать не только на поверхность регистрирующей среды, но также во внутрь регистрирующей среды, тем самым делая невозможным достижение достаточной плотности изображения.

Авторы настоящего изобретения изучили преимущества и недостатки индивидуальных традиционных чернил и проанализировали характерные особенности самих изображений. В результате было обнаружено, что при более высокой концентрации красящего вещества в чернилах, оно оказывается в избытке на поверхности регистрирующей среды, и формируемые точки становятся визуально более неоднородными, или красящее вещество проникает внутрь регистрирующей среды, в результате чего оно бесполезно расходуется без участия в формировании цвета.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что может быть решена, по меньшей мере, одна из вышеназванных технологических проблем, и это позволит получать изображение, превосходящие по качеству те, которые формируются в традиционных случаях. Проблемы, выявленные авторами настоящего изобретения, приведены ниже. Задачей настоящего изобретения является решение, по меньшей мере, одной из следующих проблем.

(1) Проблема, заключающаяся в том, что при инициировании на поверхности регистрирующей среды флокуляции пигмента, присутствующего в чернилах в диспергированном состоянии, область поверхности покрытия красящим веществом регистрирующей среды (которую называют "степенью покрытия поверхности") является недостаточной в сопоставлении с объемом капли чернил, и, следовательно, для того чтобы достигнуть той же самой плотности изображения, необходимо наносить чернила в большем количестве.

(2) Проблема, заключающаяся в том, что при получении чернил с высокой проницаемостью, чернила могут проникать не только на поверхность регистрирующей среды, но также вглубь регистрирующей среды, что не дает возможности распределяться красящему веществу на поверхности регистрирующей среды и ее окрестности при высокой концентрации и не позволяет достигать высокой плотности изображения.

Поэтому, задачей настоящего изобретения является разработка в качестве водных чернил таких чернил, которые имеют достаточно большую степень покрытия поверхности, даже тогда, когда используется небольшое количество капель чернил, могут формировать изображения, имеющие высокую плотность печати, и, кроме того, имеют более высокую стойкость при хранении.

Другой задачей настоящего изобретения является разработка набора чернил, который имеет при формировании изображений в результате применения чернил с различными цветами достаточно большую степень покрытия поверхности, даже при использовании небольшого количества капель всех чернил с различными цветами, а также может формировать изображения с высокой плотностью печати и может дополнительно уменьшать разницу в плотности между цветами и хорошо балансировать цвета.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка набора чернил, который имеет достаточно большую степень покрытия поверхности даже при использовании небольшого количества капель чернил, может формировать изображения с высокой плотностью печати и может дополнительно формировать хорошо сбалансированные по цветам изображения, при применении набора чернил, имеющего вышеописанный состав, в способе формирования изображения, включающем стадию нанесения на регистрирующую среду водных чернил, содержащих водонерастворимое красящее вещество, и стадию нанесения на регистрирующую среду реакционной жидкости, которая при контакте с водными чернилами делает дисперсии водонерастворимого красящего вещества в водных чернилах нестабильной (далее этот способ также часто называют "двухжидкостной системой").

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка способа формирования изображения, который может эффективно препятствовать смешению цветов (расплыванию) на граничащих областях изображений соответствующего цвета при регистрации на обычной бумаге, когда области цветных изображений с отличающимися друг от друга цветами непосредственно примыкают друг к другу.

Достигаемые настоящим изобретением вышеназванные задачи описаны ниже. А именно, голубые чернила по настоящему изобретению являются голубыми чернилами, применяемыми в наборе чернил, включающем четыре вида водных чернил, содержащем голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и черные чернила, каждые из которых включают, по меньшей мере, воду, водонерастворимое красящее вещество и несколько водорастворимых органических растворителей, являющихся благоприятной средой или благоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества и неблагоприятной средой или неблагоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества, характеризующиеся тем, что

отношение B₁/A₁ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где A₁ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы голубых чернил, B₁ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы голубых чернил и где водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ka среди соответствующих значений Ka для водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой.

Пурпурные чернила по настоящему изобретению являются пурпурными чернилами, применяемыми в наборе чернил, включающем четыре вида водных чернил, содержащем голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и черные чернила, каждые из которых включают, по меньшей мере, воду, водонерастворимое красящее вещество и несколько водорастворимых органических растворителей, являющихся благоприятной средой или благоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества и неблагоприятной средой или неблагоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества, характеризующиеся тем, что

отношение B₂/A₂ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где A₂ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы пурпурных чернил, B₂ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы пурпурных чернил, где водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ka среди соответствующих значений Ka для водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой.

Желтые чернила по настоящему изобретению являются желтыми чернилами, применяемыми в наборе чернил, включающем четыре вида водных чернил, содержащем голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и черные чернила, каждые из которых включают, по меньшей мере, воду, водонерастворимое красящее вещество и несколько водорастворимых органических растворителей, являющихся благоприятной средой или благоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества и неблагоприятной средой или неблагоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества, характеризующиеся тем, что

отношение B₃/A₃ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где A₃ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы желтых чернил, B₃ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы желтых чернил, где водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ka среди соответствующих значений Ka для водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой.

Черные чернила по настоящему изобретению являются черными чернилами, применяемыми в наборе чернил, включающем четыре вида водных чернил, содержащем голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и черные чернила, каждые из которых включают, по меньшей мере, воду, водонерастворимое красящее вещество и несколько водорастворимых органических растворителей, являющихся благоприятной средой или благоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества и неблагоприятной средой или неблагоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества, характеризующиеся тем, что

отношение B₄/A₄ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где A₄ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы черных чернил, B₄ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы черных чернил, где водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ka среди соответствующих значений Ka для водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой.

Такой набор чернил по настоящему изобретению характеризуется наличием четырех видов водных чернил, включающих голубые чернила, имеющие вышеописанный состав, пурпурные чернила, имеющие вышеописанный состав, желтые чернила, имеющие вышеописанный состав, и черные чернила, имеющие вышеописанный состав.

Набор чернил по настоящему изобретению также характеризуется применением способа формирования изображения, включающем стадию нанесению на регистрирующую среду водных чернил, входящих в набор чернил, и стадию нанесения на регистрирующую среду реакционной жидкости, способной вызывать нестабильное состояние раствора или дисперсии водонерастворимого красящего вещества в водных чернилах при контакте с водными чернилами.

Способ формирования изображения по настоящему изобретению является способом формирования изображения, в котором формируется изображение, состоящее из изображения, сформированного черными чернилами, и изображения, сформированного цветными чернилами, которые непосредственно примыкают друг к другу, с применением набора чернил, имеющего вышеописанный состав, характеризующийся тем, что:

осуществляется сканирование для нанесения черных чернил для формирования изображения, затем осуществляется сканирование для нанесения, по меньшей мере, одноцветных чернил на область, непосредственно примыкающую к этому изображению, для формирования изображения.

По настоящему изобретению могут быть предложены чернила, которые имеют достаточно большую степень покрытия поверхности даже при использовании небольшого количества капли чернил, могут формировать изображения с высокой плотностью печати и, кроме того, имеют более высокую стойкость при хранении. Также, по другому варианту осуществления настоящего изобретения, может быть предложен набор чернил, который при формировании изображений с применением чернил различных цветов обеспечивает достаточно большую степень покрытия поверхности даже при использовании небольшого количества капель всех чернил с различными цветами, а также может формировать изображения с высокой плотностью печати, может дополнительно уменьшать разницу в плотности между цветами и хорошо балансировать цвета. По еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, может быть предложен набор чернил, который обеспечивает достаточно большую степень покрытия поверхности даже при использовании небольшого количества капли чернил, может также формировать изображения с высокой плотностью печати и может, кроме того, формировать изображения с хорошо сбалансированными цветами, путем применения набора чернил, имеющего вышеописанный состав, в двухжидкостной системе. Кроме того, по другому варианту осуществления изобретения, может быть предложен метод формирования изображения, который способен эффективно препятствовать возникновению смешения цветов (расплыванию) на границе областей изображений соответствующих цветов при регистрации на обычной бумаге непосредственно примыкающих друг к другу областей цветных изображений, имеющих цвета, отличающиеся друг от друга.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан в качестве примера вид сбоку в разрезе струйного регистрирующего прибора.

На фиг.2 показан вид спереди индикатора остаточного количества реакционной жидкости струйного регистрирующего прибора, приведенного на фиг.1.

На фиг.3 показан вид сбоку в разрезе, демонстрирующий, как струйный регистрирующий прибор, приведенный на фиг.1, заправляют реакционной жидкостью.

На фиг.4 приведен пример конструкции регистрирующей головки.

На фиг.5 приведен пример конструкции регистрирующей головки.

На фиг.6 приведен пример конструкции регистрирующей головки.

На фиг.7 приведен пример конструкции регистрирующей головки.

На фиг.8 приведен пример конструкции регистрирующей головки.

На фиг.9 приведен пример конструкции регистрирующей головки.

На фиг.10A, 10B, 10C и 10D приведены виды для схематической иллюстрации того, что происходит с каплей чернил, когда она воздействует на поверхность регистрирующей среды. На фиг.10A показано, как расположена капля чернил до ее воздействия; на фиг.10B - что мгновенно происходит после ее воздействия; на фиг.10C - как образуется точка; и на фиг.10C - что собой представляет образовавшаяся точка.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее настоящее изобретение описано более подробно путем приведения предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Сначала в настоящем изобретении описаны понятия неблагоприятной среды и благоприятной среды. Детальные их определения приведены далее. Не принимая во внимание то, что происходит при диспергировании водонерастворимого красящего вещества, применяемого в качестве красящего вещества, водорастворимый органический растворитель, в котором стабильность дисперсии содержащегося в нем водонерастворимого красящего вещества пигмента является высокой, определяют как благоприятную среду, а водорастворимый органический растворитель, в котором стабильность дисперсии является низкой, определяют как неблагоприятную среду.

Отличительным признаком водных чернил по настоящему изобретению является то, что водорастворимые органические растворители, вводимые в водные чернила вместе с водонерастворимым красящим веществом, водорастворимые органические растворители, способные растворять или диспергировать водонерастворимое красящее вещество, подразделяют на растворители, проявляющие себя в качестве описанной выше неблагоприятной среды для водонерастворимого красящего вещества, и растворители, проявляющие себя в качестве описанной выше благоприятной среды, и соотношение неблагоприятной среды к благоприятной среде в водных чернилах (величина B/A) регулируют так, чтобы при разработке водных чернил оно находилось в определенной области. Также, другим отличительным признаком водных чернил по настоящему изобретению является то, что кроме приготовления соответствующим образом водорастворимых растворителей вышеуказанного состава, водорастворимый органический растворитель, который характеризуется максимальной величиной Ka (как измеряется будет описано позже) среди соответствующих значений Ka нескольких водорастворимых органических растворителей, определенной методом Бристоу, является неблагоприятной средой.

В результате, может быть достигнута очень высокая стабильность дисперсии водонерастворимого красящего вещества в чернилах, в то же время могут быть получены водные чернила, которые характеризуются большой степенью покрытия поверхности, даже при нанесении чернил в небольшом количестве капель чернил, и могут быть сформированы изображения, имеющие высокую плотность изображения при печати на регистрирующей среде, в частности обычной бумаге, и, кроме того, более высокую стойкость при хранении. Было также обнаружено, что применение таких водных чернил приводит к заметным положительным эффектам, таким как увеличение скорости печати, уменьшение размера регистрирующего прибора, снижение затрат, в том числе на расходные материалы, и, кроме того, формируемые изображения могут иметь превосходную способность к фиксации и значительно более высокую плотность изображения, что позволяет формировать изображения высокого качества.

[Механизм формирования изображения]

Далее описан механизм формирования изображения в настоящем изобретении путем приведения примера. Когда водные чернила по настоящему изобретению наносят на регистрирующую среду, в частности обычную бумагу, и на ней печатают изображения, считается, что может быть получена очень хорошая плотность изображения и качество печати по причинам, заявленным выше.

А именно, как показано на фиг.10A, когда каплю чернил 1301 по настоящему изобретению наносят на регистрирующую среду 1300, которая представлена в качестве примера обычной бумагой, и на ней печатают изображение, мгновенно после соприкосновения чернил с регистрирующей средой начинает изменяться соотношение i) воды в чернилах, ii) благоприятной среды и неблагоприятной среды для водонерастворимого красящего вещества и iii) водонерастворимого красящего вещества. Более конкретно, как показано на фиг.10B и 10C, после того, как капля чернил 1301 соприкасается с поверхностью регистрирующей среды 1300, чернила фиксируются на регистрирующей среде. Как только они зафиксировались, сначала, при испарении воды, неблагоприятная среда 1307, имеющая высокое значение Ka среди водорастворимых органических растворителей в чернилах, диффундирует в форме, близкой к правильному кругу, вблизи поверхности регистрирующей среды, и начинает формироваться чернильная точка.

На фиг.10B - 10D показано схематичная иллюстрация того, что происходит с чернилами до того, как они будут зафиксированы в результате их контакта с поверхностью регистрирующей среды 1300. Учитывая то, как в этом случае расширяется чернильная точка, считают, что концентрация неблагоприятной среды становится выше на внешней границе 1302 точки при контакте части чернил с бумагой, по сравнению с концентрацией в центральной части 1303 точки. В результате, чернильная точка диффундирует в близлежащую поверхность регистрирующей среды в форме близкой к правильному кругу, и, в процессе этой диффузии, концентрация неблагоприятной среды 1307 резко возрастает по отношению к водонерастворимому красящему веществу. В процессе этого, дисперсия водонерастворимого красящего вещества становится нестабильной, что является причиной флокуляции или разрушения дисперсии водонерастворимого красящего вещества. Здесь, чернильная точка диффундирует с границей практически правильной круглой формы на поверхности регистрирующей среды (смотрите фиг.10B), и это приводит к тому, что пигмент 1304 остается на поверхности регистрирующей среды 1300, так что создается видимость, как будто бы край пигмента образован на части внешней границы точки. Таким образом, формируется точка пигмента правильной круглой формы, и в таком виде она фиксируется на поверхности регистрирующей среды (смотрите фиг.10C). В этот момент времени, формирование точки водонерастворимого красящего вещества завершается, но водорастворимые органические растворители и вода 1306 в чернилах радиально расширяются при дальнейшем протекании диффузии. А именно, после того как формирование точки водонерастворимого красящего вещества заканчивается, водорастворимые органические растворители и вода 1306 в чернилах также диффундируют в близлежащую поверхность регистрирующей среды. В дальнейшем, из-за испарения и проникновения водорастворимых органических растворителей в центральную часть 1303 с высоким содержанием благоприятной среды, также происходит осаждение водонерастворимого красящего вещества на этой части, в силу чего формируется точка 1305 (см. фиг.10D). Изображение, сформированное с помощью способа, описанного выше, может иметь достаточно большую степень покрытия поверхности, даже при использовании небольшого количества капли чернил, высокую плотность изображения и высокое качество при предотвращении расплывания.

[Как различать благоприятную среду и неблагоприятную среду]

Согласно выше заявленному предполагаемому механизму, благоприятной средой и неблагоприятной средой, используемой в настоящем изобретении, считают среду, которая может или не может соответственно сохранять состояние дисперсии водонерастворимого красящего вещества. Соответственно, когда выбирают благоприятную среду и неблагоприятную среду при приготовлении водных чернил по настоящему изобретению, предпочтительно заранее знать, в какой мере дисперсионное состояние используемого водонерастворимого красящего вещества является стабилизированным, и выбирать среду на основе полученного результата. Далее, относительно эффекта настоящего изобретения, авторы настоящего изобретения провели различные исследования по критериям оценки благоприятной среды и неблагоприятной среды, которые обуславливают эффект настоящего изобретения. В результате было обнаружено, что эффективным является метод оценки, описанный ниже.

Сначала готовят раствор дисперсии водонерастворимого красящего вещества, который содержит 50 мас.% каждого водорастворимого органического растворителя, подвергаемого оценке, 45 мас.% воды и также содержит 5 мас.% используемого в чернилах водонерастворимого красящего вещества. Затем, приготовленный таким образом раствор дисперсии хранят при 60°C в течение 48 часов, раствор, в котором средний размер частицы водонерастворимого красящего вещества в растворе дисперсии был больше, чем средний размер частицы водонерастворимого красящего вещества в водном растворе дисперсии, содержащем 5 мас.% водонерастворимого красящего вещества и 95 мас.% воды, определяли как неблагоприятную среду, раствор, в котором средний размер частицы водонерастворимого красящего вещества в растворе дисперсии не изменялся или становился меньше - как благоприятную среду.

В частности, оценка, является ли используемый водорастворимый органический растворитель благоприятной средой или неблагоприятной средой для конкретного водонерастворимого красящего вещества, проводится следующим образом. Сначала, готовят два типа растворов дисперсии, раствор дисперсии A конкретного водонерастворимого красящего вещества и водный раствор дисперсии B конкретного водонерастворимого красящего вещества, каждый из которых содержит оцениваемый водорастворимый органический растворитель.

Раствор дисперсии A: Раствор дисперсии водонерастворимого красящего вещества, имеющий состав, в котором концентрация оцениваемого водорастворимого органического растворителя составляет 50 мас.%, концентрация водонерастворимого красящего вещества или суммарная концентрация водонерастворимого красящего вещества и вещества, способствующего диспергированию водонерастворимого красящего вещества, составляет 5 мас.% и концентрация воды составляет 45 мас.%.

Водный раствор дисперсии B: Водный раствор дисперсии, имеющий состав, в котором концентрация водонерастворимого красящего вещества или суммарная концентрация водонерастворимого красящего вещества и вещества, способствующего диспергированию водонерастворимого красящего вещества, составляет 5 мас.% и концентрация воды составляет 95 мас.%.

Далее, вышеприведенный раствор дисперсии A хранят при 60°C в течение 48 часов, затем охлаждают до обыкновенной температуры и измеряют средний размер частицы водонерастворимого красящего вещества в полученном растворе дисперсии A с помощью волоконно-оптического анализатора крупности частиц (торговая марка: FPAR-1000; производимого фирмой Otsuka Electronics Co., Ltd.). Также, вышеприведенный водный раствор дисперсии B не хранят при нагревании и в этом состоянии измеряют средний размер частицы водонерастворимого красящего вещества с помощью волоконно-оптического анализатора крупности частиц так же, как и в вышеприведенном определении. Затем, значения среднего размера частицы соответствующих водонерастворимых красящих веществ в вышеприведенных растворе дисперсии A и водном растворе дисперсии B обозначают как размер частицы (A) и размер частицы (B) и на основе этих значений проводят различия между благоприятной средой и неблагоприятной средой согласно следующим определениям.

- Неблагоприятная среда: когда размер частицы (A) является большим, чем размер частицы (B), оцениваемый водорастворимый органический растворитель определяют как неблагоприятную среду.

- Благоприятная среда: когда размер частицы (A) является равным или меньшим, чем диаметр частицы (B), оцениваемый водорастворимый органический растворитель определяют как благоприятную среду.

Используя благоприятную среду и неблагоприятную среду, оцененные таким способом, были приготовлены чернила с составом по настоящему изобретению. В результате, удалось подтвердить достижение хороших результатов, заявленных ранее.

[Значение Ka водорастворимого органического растворителя]

В настоящем изобретении, кроме приготовления соответствующим образом водорастворимых растворителей вышеуказанного состава, водорастворимый органический растворитель, проявляющий максимальное значение Ka среди соответствующих значений Ka водорастворимых органических растворителей, определенное методом Бристоу, является неблагоприятной средой. В таком случае, может быть приведен описанный выше механизм формирования изображения.

Значение Ka, определяемое методом Бристоу, описывается ниже. Это значение используют в качестве меры, которая показывает проницаемость жидкости в регистрирующую среду. Это описано ниже на примере случая с чернилами. Если проницаемость чернил обозначить количеством чернил V на 1 м², то количество проникших чернил V (мл/м² = мкм) в регистрирующую среду после истечения определенного времени t, после того как капли чернил были выброшены, описывается следующим выражением уравнения Бристоу (1).

Выражение (1)

Почти все чернила мгновенно после нанесения на регистрирующую среду поглощаются регистрирующей средой на шероховатых частях ее поверхности (шершавых частях поверхности регистрирующей среды) и слегка проникают внутрь (в направлении вглубь) регистрирующей среды. Время, в течение которого это происходит, является временем контакта (t_W), и количество чернил, поглощаемое за время контакта регистрирующей средой на ее шероховатых частях, является V_r. Когда время превышает время контакта, после того как чернила наносят на регистрирующую среду, чернила проникают внутрь (в направлении вглубь) регистрирующей среды в количестве, пропорциональном показателю степени 1/2 от времени, превышающего время контакта, то есть (t - t_W)^1/2, в силу чего количество проникших чернил V увеличивается. Ka является коэффициентом пропорциональности части этого увеличения и принимает значение, соответствующее скорости проникновения. Кроме того, величина Ka может быть измерена с помощью прибора для испытания на динамическую проницаемость жидкости по методу Бристоу (например, торговая марка Dynamic Permeability Tester S, производимый фирмой Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.).

Кроме того, величина Ka в настоящем изобретении, измеряемая методом Бристоу, является величиной, измеряемой с использованием в качестве регистрирующей среды обычной бумаги (например, бумаги PB paper, поставляемой фирмой CANON INC., используемой в копировально-множительных устройствах или постранично-печатающих устройствах (лазерных принтерах), применяющих электрофотографическую систему, и в принтерах, применяющих систему струйной регистрации, и бумаги PPC paper, которая является бумагой, используемой в копировально-множительных устройствах, применяющих электрофотографическую систему). Также, что касается условий проведения измерений, предполагается, что они являются обычными для офисов и других подобных учреждений, например, температура от 20°C до 25°C и влажность от 40% до 60%.

[Цветовой баланс]

Водные чернила по настоящему изобретению при фиксации на регистрирующей среде, в частности, на обычной бумаге, ведут себя иначе, чем традиционные водные чернила. Вследствие этого поведения, чернила могут иметь достаточно большую степень покрытия поверхности, даже при использовании небольшого количества капли чернил, может достигаться формирование изображений с высокой плотностью изображения, может предотвращаться эффект расплывания, который может возникать при регистрации на обычной бумаге изображений, имеющих отличающиеся друг от друга цвета при непосредственном примыкании друг к другу.

Авторы настоящего изобретения, кроме того, пришли к выводу, что, при формировании изображений с помощью нескольких водных чернил, могут быть получены изображения с превосходным цветовым балансом, когда для всех водных чернил выполняются вышеприведенные условия, то есть отношение (B/A) неблагоприятной среды к благоприятной среде для водонерастворимого красящего вещества в чернилах находится в конкретном диапазоне и условие, что водорастворимый органический растворитель с максимальным значением Ka является неблагоприятной средой.

В связи с этим, под изображениями, имеющими хороший цветовой баланс, или изображениями, имеющими плохой цветовой баланс, конкретно подразумеваются изображения, описанные ниже. Например, если условия для водных чернил не выполняются даже относительно только одного цвета при формировании изображений с использованием нескольких водных чернил, неизбежно могут формироваться изображения, которые создают впечатления, что они выглядят частично темновато, так как этот цвет имеет более низкую плотность изображения, чем другие цвета. В настоящем изобретении, такое явление называют явлением получения изображений, имеющих неудовлетворительный цветовой баланс. Также, когда формируют изображения, имеющие вторичные цвета, с использованием водных чернил, удовлетворяющих условиям для водных чернил настоящего изобретения, и водных чернил, не удовлетворяющих условиям для водных чернил настоящего изобретения, водные чернила, удовлетворяющие условиям для водных чернил настоящего изобретения, всегда удерживают свое красящее вещество вблизи поверхности регистрирующей среды. С другой стороны, в случае водных чернил, не удовлетворяющих условиям для водных чернил настоящего изобретения, позиция на регистрирующей среде, в которой присутствует красящее вещество, меняется в зависимости от порядка нанесения на регистрирующую среду каждых из наносимых чернил, и, следовательно, цвета не могут всегда выглядеть одинаково. В настоящем изобретении, такое явление также называют явлением, в результате которого получаются изображения с неудовлетворительным цветовым балансом. В связи с этим, это явление заметно происходит, когда несколько чернил наносят на регистрирующую поверхность при применении регистрирующей головки, такой как показана на фиг.4, 5 или 6.

Исходя из вышесказанного авторы настоящего изобретения сформировали изображения с применением нескольких водных чернил, все из которых соответствовали вышеприведенным условиям, то есть отношению (B/A) неблагоприятной среды к благоприятной среде для водонерастворимого красящего вещества в чернилах, находящемуся в конкретном диапазоне, и условию, что водорастворимый органический растворитель с максимальным значением из соответствующих значений Ka нескольких водорастворимых растворителей является неблагоприятной средой. Затем, было проведено контрольное испытание цветового баланса сформированных изображений. В результате соблюдение вышеприведенных условий позволило получить, несомненно, улучшенный цветовой баланс изображений. Однако было отмечено, что для некоторых образцов требуется дополнительное улучшение.

Соответственно, с целью дополнительного улучшения цветового баланса изображений, авторы настоящего изобретения провели исследования с учетом цветовых характеристик каждого цвета. В результате было обнаружено, что изображения, полученные при использовании желтых чернил, имеют такую высокую яркость, что в некоторых случаях их плотность изображения визуально воспринимается не более высокой, чем плотность изображений, полученных с использованием чернил, имеющих другие тона. Соответственно, авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что предпочтительно значительно улучшать цветовой баланс изображений за счет значительного улучшения яркости изображений, полученных с помощью желтых чернил, чем яркости изображений, полученных с помощью чернил, имеющих другие тона. Более конкретно, они обнаружили, что вышеназванная проблема может быть решена, когда при формировании изображений с использованием несколько водных чернил, для всех применяемых водных чернил выполняются условия, что отношение (B/A) неблагоприятной среды к благоприятной среде для водонерастворимого красящего вещества в водных чернилах находится в конкретном диапазоне, и также что, водорастворимый органический растворитель, проявляющий максимальное значение Ka среди соответствующих значений Ka нескольких водорастворимых органических растворителей, определенных методом Бристоу, является неблагоприятной средой, и, в то же самое время, в любых водных чернилах, входящих в набор чернил, кроме желтых чернил, когда удовлетворяется следующее выражение (V), где A обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды относительно суммарной массы водных чернил, B обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды относительно суммарной массы водных чернил, A₃ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды относительно суммарной массы желтых чернил, B₃ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды относительно суммарной массы желтых чернил.

(B₃/A₃)/(B/A)>1 (V)

В связи с этим, были сформированы изображения при использовании набора чернил, удовлетворяющих вышеназванным условиям, и были проведены аналогичные контрольные испытания, аналогичные вышеописанным, и в результате были получены образцы, которые воспринимались как изображения с превосходным цветовым балансом.

[Двухжидкостная система]

Далее, авторы настоящего изобретения провели также исследования системы, в которой формируются изображения с применением i) водных чернил, содержащих водонерастворимое красящее вещество, и ii) реакционной жидкости, способной создавать состоянии дисперсии красящего вещества в водных чернилах при контакте с водными чернилами (далее в "двухжидкостной системе").

Такая традиционная двухжидкостная система предназначена для формирования изображений с высокой плотностью печати путем оставления в большем количестве красящего вещества в части слоя поверхности регистрирующей среды. Следовательно, водные чернила и реакционную жидкость приводят в контакт друг с другом непосредственно до, или в то же самое время, когда водные чернила и реакционную жидкость наносят на регистрирующую среду, чтобы завершить реакцию. В результате, в ряде случаев может достигаться небольшая степень покрытия поверхности для большого количества капель чернил.

Однако, что касается настоящего изобретения, водные чернила настоящего изобретения наносят на регистрирующую среду после того, как на регистрирующей среде была зафиксирована реакционная жидкость, в результате чего чернила имеют достаточно большую степень покрытия поверхности даже при небольшом количестве капель чернил, и также могут быть получены изображения с высокой плотностью. Причина этого неясна, и авторы настоящего изобретения приводят свои предположения ниже.

Обеспечивается разница во времени между нанесением реакционной жидкости на регистрирующую среду и нанесением водных чернил. Это позволяет реакционноспособному компоненту реакционной жидкости в большей степени присутствовать на небольшом внутреннем пространстве поверхностной части регистрирующей среды, а не на поверхностной части регистрирующей среды. Водные чернила настоящего изобретения наносят на регистрирующую среду в соответствии с этим способом, вследствие чего явление, показанное на фиг.10A - 10C, происходит до того, как водонерастворимое красящее вещество реагирует с реакционноспособным компонентом. Далее, остаток красящего вещества, проникшего в направлении вглубь немного дальше от части поверхности регистрирующей среды, реагирует быстро с реакционноспособными компонентами, присутствующими в большом количестве в месте, где чернила проникли в направлении вглубь немного дальше от части поверхности регистрирующей среды. Следовательно, чернила имеют достаточно большую степень покрытия поверхности на части поверхности регистрирующей среды, и предотвращается проникновение красящего вещества в направлении вглубь регистрирующей среды, в результате чего могут быть получены изображения с высокой плотностью печати, как и ожидалось.

С другой стороны, было выяснено, что если на регистрирующую среду наносят водные чернила, не попадающие под настоящее изобретение, то очень трудно вызвать флокуляцию красящего вещества в желаемых местах без тщательного балансирования скорости проникновения жидкой среды со скоростью флокуляции красящего вещества, и, следовательно, если наносят такие водные чернила, не попадающие под действие настоящего изобретения, то характеристика предотвращения расплывания может быть ниже, чернила могут иметь небольшую степень покрытия поверхности при большом количестве капель чернил и не могут быть получены изображения с высокой плотностью печати.

[Водные чернила]

С точки зрения применяемого водонерастворимого красящего вещества, важно, чтобы в состав водных чернил по настоящему изобретению входили водорастворимые органические растворители, как описано выше. Если не считать того случая, когда чернила могут представлять собой традиционные чернила. Соответствующие компоненты состава водных чернил настоящего изобретения описаны ниже.

- Водная среда -

Далее описывается водная среда, образующая водные чернила по настоящему изобретению. Водная среда является смешанным растворителем из воды и водорастворимых органических растворителей. В настоящем изобретении, водорастворимые органические растворители сгруппированы на растворители, являющиеся благоприятной средой и неблагоприятной средой для водонерастворимого красящего вещества. Затем, на основе результатов такой оценки требуется, чтобы при приготовлении чернил водорастворимые органические растворители выбирали и соответственно смешивали так, чтобы, по меньшей мере, смешивались благоприятная среда и неблагоприятная среда, и содержание каждого водорастворимого органического растворителя находилось в диапазоне, указанном в настоящем изобретении, и чтобы для приготовления чернил водорастворимый органический растворитель, проявляющий максимальное значение Ka среди соответствующих значений Ka водорастворимых органических растворителей, определенное методом Бристоу, являлся неблагоприятной средой. В настоящем изобретении также необходимо, чтобы содержание водорастворимых органических растворителей регулировалось так, чтобы отношение B/A составляло от 0,5 или более до 3,0 или менее, где A обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы водных чернил, B обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы водных чернил.

Водорастворимые органические растворители могут, в частности, включать, например, алкиловые спирты, имеющие от 1 до 4 углеродных атомов, такие как метиловый спирт, этиловый спирт, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, вторбутиловый спирт и третбутиловый спирт; амиды, такие как диметилформамид и диэтилацетамид; кетоны или кетоспирты, такие как ацетон и диацетоновый спирт; простые эфиры, такие как тетрагидрофуран и диоксан; полиалкиленгликоли, такие как полиэтиленгликоль и полипропиленгликоль; алкиленгликоли, у которых алкиленовые группы имеют от 2 до 6 углеродных атомов, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2,6-гексантриол, тиодигликоль, гексиленгликоль и диэтиленгликоль; ацетаты низших алкиловых эфиров, такие как ацетат монометилового эфира полиэтиленгликоля; глицерин; низшие алкиловые эфиры многоатомных спиртов, такие как монометиловый (или этиловый) эфир этиленгликоля, метиловый (или этиловый) эфир диэтиленгликоля и монометиловый (или этиловый) эфир триэтиленгликоля; и N-метил-2-пирролидон, 2-пирролидон, и 1,3-диметил-2-имидазолидинон. Также предпочтительно, чтобы в качестве воды использовалась деионизированная вода.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, благоприятная среда и неблагоприятная среда присутствовали в смеси, и выбирались таким образом, чтобы водорастворимый органический растворитель, проявляющий максимальное значение Ka являлся неблагоприятной средой, и, кроме того, отношение B/A составляло от 0,5 или более до 1,0 или менее, и более предпочтительно, чтобы величина B/A составляла от 0,6 или более до 1,0 или менее, где A обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы водных чернил, B обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы водных чернил.

Согласно детальным исследованиям, проведенным авторами настоящего изобретения, когда благоприятная среда, содержащаяся в водных чернилах, достигает высокой концентрации, водные чернила могут иметь более высокую стойкость при хранении, но трудно достигать высокой плотности печати. Также, когда, с другой стороны, благоприятная среда, содержащаяся в водных чернилах, достигает низкой концентрации, может быть достигнута высокая плотность печати, но водные чернила могут иметь недостаточную стойкость при хранении.

Для решения такой проблемы, может регулироваться отношение неблагоприятной среды к благоприятной среде в водорастворимых органических растворителях в чернилах, как описано выше. Это позволяет обладать водным чернилам как стойкостью при хранении, так и высокой плотностью печати. Кроме того, как было описано ранее, при принятии решения, какой водорастворимый органический растворитель вводить в чернила, основываются на значении Ka, определяемом методом Бристоу, которое является мерой, определяющей проницаемость чернил в регистрирующую среду. Это позволяет достигать такого эффекта, что чернила могут иметь достаточно большую степень покрытия поверхности даже при небольшом количество капель чернил и также может достигаться высокая плотность изображения, которой невозможно было достигнуть в прошлом.

Далее описана зависимость между отношением B/A неблагоприятной среды к благоприятной среде в водных чернилах одного типа и отношением B/A неблагоприятной среды к благоприятной среде в водных чернилах различного цвета, входящих в набор чернил. В связи с этим, B/A в голубых чернилах представлено как B₁/A₁, B/A в пурпурных чернилах - B₂/A₂, B/A в желтых чернилах - B₃/A₃, B/A в черных чернилах - B₄/A₄. Здесь, предпочтительно, чтобы для каждых водных чернил выполнялись следующие выражения.

Голубые чернила:

0,6 <= (B₁/A₁)/(B/A) < 1,8 (I)

Пурпурные чернила:

0,6 <= (B₂/A₂)/(B/A) < 1,8 (II)

Желтые чернила:

0,6 <= (B₃/A₃)/(B/A) < 1,8 (III)

Черные чернила:

0,6 <= (B₄/A₄)/(B/A) < 1,8 (IV)

В данном случае, B/A в каждом из вышеприведенных выражений (I) - (IV) обозначает массовое отношение B/A неблагоприятной среды к благоприятной среде, которые содержатся в любых водных чернилах, входящих в набор чернил, а не только в указанных водных чернилах. То есть, предпочтительно, чтобы вышеприведенным соотношениям удовлетворяли любые водные чернила, входящие в набор чернил, а не только вышеуказанные водные чернила. Для каждого из вышеприведенных выражений (I) - (IV) особенно предпочтительно, чтобы величиной, ограничивающей максимальное значение числа 0,6, была величина 0,7. Для каждого из вышеприведенных выражений (I) - (IV) особенно предпочтительно, чтобы величиной, ограничивающей минимальное значение числа 1,8, была величина 1,5.

Кроме того, согласно исследованиям, проведенным авторами настоящего изобретения, с точки зрения значительного улучшения качества формируемых при регистрации изображений, предпочтительно, чтобы величину Ka в водных чернилах можно было регулировать так, чтобы быть меньше чем 1,5 мл·м^-2·мсек^-1/2 и может быть более предпочтительно, чтобы ее можно было регулировать так, чтобы быть от 0,2 мл·м^-2·мсек^-1/2 или более до менее чем 1,5 мл·м^-2·мсек^-1/2. То есть, чернила могут быть составлены так, что величина Ka будет меньше чем 1,5 мл·м^-2·мсек^-1/2 и разделение фаз твердое-жидкость происходит на ранней стадии проникновения чернил в регистрирующую среду, что позволяет формировать изображения высокого качества со значительно меньшим эффектом размывания.

Нет конкретных ограничений относительно содержания водорастворимых органических растворителей в водных чернилах по настоящему изобретению. Может быть предпочтительным, чтобы их содержание находилось в диапазоне от 3 мас.% до 50 мас.% и более предпочтительно - в диапазоне от 10 мас.% до 35 мас.% от суммарной массы чернил. Также, может быть предпочтительным, чтобы вода в водных чернилах имела содержание от 50 мас.% до 95 мас.% от суммарной массы чернил.

В водных чернилах по настоящему изобретению, случай, в котором суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды(сред) составляет 4 мас.% или более от суммарной массы чернил является также более предпочтительным с точки зрения достижения как высокой плотности изображения, так и стойкости при хранении чернил. Также предпочтительно, чтобы суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды(сред) составляло 37,5 мас.% или меньше и более предпочтительно - от 5 мас.% до 20 мас.% от суммарной массы чернил.

-Водонерастворимое красящее вещество-

Далее описывается водонерастворимое красящее вещество, входящее в состав водных чернил по настоящему изобретению. В качестве водонерастворимого красящего вещества, входящего в состав водных чернил по настоящему изобретению, может быть использовано любое вещество независимо от того, как оно диспергируется. В частности, особенно предпочтительно использовать пигмент. Конкретно, пигмент может быть, например, пигментом так называемого типа диспергируемого смолой (тип диспергируемого смолой пигмента) или пигментом типа диспергируемого поверхностно-активным веществом, в результате применения диспергирующего вещества или поверхностно-активного вещества. Также применим пигмент типа микрокапсулы, в котором диспергируемость самого пигмента улучшена настолько, что он может диспергироваться без применения каких-либо диспергирующих веществ или других подобных веществ, пигмент так называемого самодиспергирующегося типа (тип самодиспергирующегося пигмента), в котором введены гидрофильные группы на части поверхности пигментных частиц и, кроме того, модифицированный пигмент, в котором органические группы, содержащие полимер с высокой молекулярной массой, химически связаны с поверхностью пигментных частиц (самодиспергирующийся тип пигмента, связанного с полимером). Разумеется, любые из этих пигментов, отличающиеся по способу диспергирования, могут быть использованы в комбинации.

В связи с этим, водонерастворимое красящее вещество в настоящем изобретении является таким водонерастворимым красящим веществом, как вышеприведенные тип диспергируемого смолой пигмента, самодиспергируемый тип пигмента или самодиспергируемый тип связанного с полимером пигмента, находящимся в диспергированном состоянии в водной среде. То есть, очевидно, что благоприятная среда и неблагоприятная среда для водонерастворимого красящего вещества в настоящем изобретении означает благоприятную среду и неблагоприятную среду для типа диспергируемого смолой пигмента, самодиспергируемого типа пигмента или самодиспергируемого типа связанного с полимером пигмента или других подобных. Водонерастворимое красящее вещество, применяемое в настоящем изобретении, описано ниже.

В настоящем изобретении предпочтительно, чтобы водонерастворимое красящее вещество составляло содержание (мас.%) от 0,1 мас.% до 15,0 мас.% и, более предпочтительно - от 1,0 мас.% до 10,0 мас.% от суммарной массы чернил.

(Пигмент)

Нет конкретных ограничений относительно пигмента, применяемого в водных чернилах по настоящему изобретению, и любые из них, перечисленных ниже, могут быть использованы.

В качестве используемого пигмента в черных чернилах предпочтительным является углеродная сажа. Любая углеродная сажа может быть использована, например печная сажа, ламповая сажа, ацетиленовая сажа или канальная газовая сажа. В частности, могут быть использованы коммерчески доступные продукты, например, RAVEN 7000, RAVEN 5750, RAVEN 5250, RAVEN 5000 ULTRA, RAVEN 3500, RAVEN 2000, RAVEN 1500, RAVEN 1250, RAVEN 1200, RAVEN 1190 ULTRA-II, RAVEN 1170, и RAVEN 1255 (вышеуказанные продукты выпускаются фирмой Columbian Carbon Japan Limited); BLACK PEARLS L, REGAL 400R, REGAL 330R, REGAL 660R, MOGUL L, MONARCH 700, MONARCH 800, MONARCH 880, MONARCH 900, MONARCH 1000, MONARCH 1100, MONARCH 1300, MONARCH 1400, MONARCH 2000, и VALCAN XC-72 (вышеуказанные продукты выпускаются фирмой Cabot Corp.); COLOR BLACK FW1, COLOR BLACK FW2, COLOR BLACK FW2V, COLOR BLACK FW18, COLOR BLACK FW200, COLOR BLACK S150, COLOR BLACK S160, COLOR BLACK S170, PRINTEX 35, PRINTEX U, PRINTEX 140U, PRINTEX 140V, SPECIAL BLACK 6, SPECIAL BLACK 5, SPECIAL BLACK 4A и SPECIAL BLACK 4 (вышеуказанные продукты выпускаются фирмой Degussa Corp.); и No.25, No.33, No.40, No.47, No.52, No.900, No.2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, и MA100, (вышеуказанные продукты выпускаются фирмой Mitsubishi Chemicals, Inc.). Также может применяться углеродная сажа, специально приготавливаемая для настоящего изобретения. Однако, в настоящем изобретении, примеры ни коем образом не являются ограничениями для углеродных саж, и любая традиционно известная углеродная сажа может быть использована. В дополнение к углеродной саже могут быть также использованы в качестве черного пигмента магнитные тонкодисперсные частицы магнетита, феррит или другие подобные частицы и черный титан.

Пигментные частицы, используемые в других чернилах, отличных от черных чернил, могут включать различные типы органических пигментных частиц. Такие органические пигменты могут включать, например, нерастворимые азопигменты, такие как толуидиновый красный, толуидиновый каштановый, ганза желтый, бензидиновый желтый и пиразолоновый красный; растворимые азопигменты, такие как литоль красный, бордо солнечный, пигмент алый и стойкий красный 2B; производные кубовых красителей, такие как ализарин, индантрон и тиоиндигоидный каштановый; пигменты типа фталоцианина, такие как фталоцианиновый синий и фталоцианиновый зеленый; пигменты типа хинакридона, такие как хинакридон красный и хинакридон пурпурный; пигменты типа перилена, такие как перилен красный и перилен алый; пигменты типа изоиндолинона, такие как изоиндолиновый желтый и изоиндолиновый оранжевый; пигменты типа имидазолона, такие как бензимидазолоновый желтый, бензимидазолоновый оранжевый и бензимидазолоновый красный; пигменты типа пиратрона, такие как пиратроновый красный и пиратроновый оранжевый; и пигменты типа индиго, пигменты типа продуктов азоконденсации, пигменты типа тиоиндиго, пигменты типа дикетопирролопирролов, кубовый желтый, ациламид желтый, хинофталоновый желтый, азохелат никеля желтый, хелат меди с азометином желтый, периноновый оранжевый, антрон оранжевый, диантрахинониловый красный и диоксазиновый фиолетовый. Разумеется, без ограничения для этих пигментов, другие органические пигменты могут также быть использованы.

Органические пигменты, используемые в настоящем изобретении, когда они указываются по цветовому индексу Color Index (C.I.) Number, могут включать, например, следующие:

C.I. пигмент желтый 12, 13, 14, 17, 20, 24, 74, 83, 86, 93, 97, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 137, 138, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 166, 168, 180, 185;

C.I. пигмент оранжевый 16, 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71;

C.I. пигмент красный 9, 48, 49, 52, 53, 57, 97, 122, 123, 149, 168, 175, 176, 177, 180, 192, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 228, 238, 240, 251, 255, 272;

C.I. пигмент фиолетовый 19, 23, 29, 30, 37, 40, 50;

C.I. пигмент синий 15, 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 22, 60, 64;

C.I. пигмент зеленый 7, 36; и

C.I. пигмент коричневый 23, 25, 26.

(Тип диспергируемого смолой пигмента)

Как было упомянуто ранее, в качестве водонерастворимого красящего вещества, используемого в водных чернилах по настоящему изобретению, может быть применен тип диспергируемого смолой пигмента, использующего диспергирующее вещество. В этом случае, требуется соединение, такое как поверхностно-активное вещество или диспергирующее вещество на основе смолы, которое используется для диспергирования вышеперечисленных гидрофобных пигментов.

Поверхностно-активное вещество может предпочтительно быть анионным поверхностно-активным веществом или неионным поверхностно-активным веществом. Анионное поверхностно-активное вещество может конкретно включать, например, соли жирных кислот, соли эфиров алкилсерной кислоты, алкилбензолсульфонаты, алкилнафталинсульфонаты, диалкилсульфосукцинаты, соли эфиров алкилфосфорной кислоты, продукты конденсации нафталинсульфоновой кислоты с формальдегидом, соли эфиров полиоксиэтилена с алкилсерной кислотой и их замещенные производные. Неионное поверхностно-активное вещество может также конкретно включать, например, алкиловые эфиры полиоксиэтилена, алкилфениловые эфиры полиоксиэтилена, эфиры полиоксиэтилена с жирными кислотами, эфиры сорбитана и жирных кислот, эфиры полиоксиэтилена с сорбитаном и жирными кислотами, полиоксиэтиленалкиламины, эфиры глицерина с жирными кислотами, блочные полимеры оксиэтилена с оксипропиленом и их замещенные производные.

Диспергирующее вещество может включать блок-сополимеры, статистические сополимеры и привитые сополимеры или их соли, состоящие из двух мономеров (по меньшей мере, один из которых является гидрофильным мономером), выбираемых из стирола, производных стирола, винилнафталина, производных винилнафталина, эфиров алифатического спирта и α,β-ненасыщенных карбоновых кислот, акриловой кислоты, производных акриловой кислоты, малеиновой кислоты, производных малеиновой кислоты, итаконовой кислоты, производных итаконовой кислоты, фумаровой кислоты, производных фумаровой кислоты, винилацетата, винилпирролидона, акриламида и его производных и так далее. Кроме того, любые из блок-сополимеров и статистических сополимеров могут быть использованы в комбинации.

(Микрокапсулированный тип пигмента)

Как уже упоминалось ранее, в качестве водонерастворимого красящего вещества, применяемого в водных чернилах настоящего изобретения, может быть использован микрокапсулированный тип пигмента, который включает водонерастворимое красящее вещество, покрытое органическим полимером с высокой молекулярной массой для образования микрокапсул. В качестве способов нанесения покрытия из органического полимера с высокой молекулярной массой на водонерастворимое красящее вещество с целью микрокапсулирования могут применяться химический способ, физический способ, физико-химический способ и механический способ. Конкретно можно указать в качестве применяемых методов межфазную полимеризацию, полимеризацию на месте, нанесение отверждаемого покрытия погружением, образование комплекса донорно-акцепторного типа (разделение фаз), сушку погружением, охлаждение расплавленной дисперсии, нанесение покрытия с помощью воздушной суспензии, распылительную сушку, осаждение кислотой, эмульгирование с инверсией фаз и так далее.

Органический полимер с высокой молекулярной массой, используемый в качестве материала, образующего стенку микрокапсул в виде пленки вещества, может конкретно включать, например, полиамид, полиуретан, полиэфир, полимочевину, эпоксидные смолы, поликарбонат, мочевинные смолы, меламинные смолы, фенольные смолы, полисахариды, желатин, гуммиарабик, декстран, казеин, белок, природный каучук, карбоксиполиметилен, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, поливинилацетат, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, целлюлозу, этилцеллюлозу, метилцеллюлозу, нитроцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, ацетат целлюлозы, полиэтилен, полистирол, полимеры или сополимеры акриловой или метакриловой кислоты, полимеры или сополимеры акрилатов или метакрилатов, сополимеры акриловой или метакриловой кислоты с акрилатом или метакрилатом, сополимеры стирола с акриловой или метакриловой кислотой, сополимеры стирола с малеиновой кислотой, альгинат натрия, жирные кислоты, парафин, пчелиный воск, масло плодов сумаха, отвержденный бычий жир, карнаубский воск и альбумин. Из них предпочтительными являются органические полимеры с высокой молекулярной массой, имеющие анионные группы, такие как группа карбоновой кислоты или группа сульфоновой кислоты. Также, неионогенный органический полимер с высокой молекулярной массой может конкретно включать, например, поливиниловый спирт, полиэтиленгликольмонометакрилат, полипропиленгликольмонометакрилат, метоксиполиэтиленгликольмонометакрилат, или их полимеры или сополимеры, и катионные полимеры с открытым кольцом 2-оксазолина. В частности, полностью омыленные продукты поливинилового спирта являются особенно предпочтительными из-за их свойства низкой растворимости в воде, они легко растворимы в горячей воде, но умеренно растворимы в холодной воде.

Когда в качестве метода микрокапсулирования применяют обращение фаз или кислотное осаждение, используют анионный органический полимер с высокой молекулярной массой для образования стенки микрокапсул в виде пленки вещества.

Обращение фаз является способом, в котором смесь анионного органического полимера с высокой молекулярной массой, обладающего самодиспергируемостью или растворимостью в воде, и красящего вещества, такого как самодиспергирующийся органический пигмент или самодиспергирующийся тип углеродной сажи, или смесь красящего вещества, такого как самодиспергирующийся органический пигмент или самодиспергирующийся тип углеродной сажи, отвердителя и анионного органического полимера с высокой молекулярной массой используют в качестве фазы органического растворителя, вносят воду в фазу органического растворителя или фазу органического растворителя вносят в воду для достижения эффекта микрокапсулирования в процессе самодиспергирования (эмульгирования путем обращения фаз). В связи с этим, в способе обращения фаз микрокапсулы могут быть также получены путем смешения в фазе органического растворителя водорастворимых органических растворителей и добавок, применяемых в чернилах. В частности, предпочтительно смешивать водную среду чернил, с точки зрения того преимущества, что непосредственно может быть получена дисперсия для чернил.

Кислотное осаждение является способом, в котором получают водосодержащий осадок с помощью способа, включающего стадию нейтрализации с помощью основания части или всех анионных групп органического полимера с высокой молекулярной массой, содержащего анионные группы, с последующим смешиванием в водной среде вместе с красящим веществом, таким как самодиспергируемый органический пигмент или самодиспергируемый тип углеродной сажи, и стадию получения смешанного продукта, нейтрализованного или подкисленного до соответствующего pH кислым соединением для осаждения содержащего анионные группы органического полимера с высокой молекулярной массой, для того чтобы связать его с пигментом, и затем водосодержащий осадок превращают в микрокапсулы путем нейтрализации части или всех анионных групп с помощью основания. Этот способ кислотного осаждения позволяет получать анионный микрокапсулированный пигмент, который является мелкодисперсным и содержит пигмент в большом количестве.

Органические растворители, используемые при осуществлении вышеописанного микрокапсулирования, могут конкретно включать, например, алкиловые спирты, такие как метанол, этанол, пропанол и бутанол; ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол и ксилол; сложные эфиры, такие как метилацетат, этилацетат и бутилацетат; хлорированные углеводороды, такие как хлороформ и этилендихлорид; кетоны, такие как ацетон и метилизобутилкетон; простые эфиры, такие как тетрагидрофуран и диоксан; и целлозольвы, такие как метилцеллозольв и бутилцеллозольв.

В связи с этим, микрокапсулы, полученные вышеприведенными способами, могут быть сначала отделены от любого из этих растворителей путем центрифугирования, фильтрации или других подобных методов, и затем, будучи отделенными от растворителя, подвергнуты перемешиванию и редиспергированию вместе с водой и необходимым растворителем для превращения в требуемый микрокапсулированный тип пигмента. Предпочтительно, чтобы микрокапсулированный тип пигмента, полученный вышеописанными способами, мог иметь средний диаметр частицы от 50 нм до 180 нм.

(Самодиспергирующийся тип пигмента)

Может быть использован ранее упоминаемый в качестве водонерастворимого красящего вещества, применяемого в водных чернилах по настоящему изобретению, самодиспергирующийся тип пигмента, у которого была улучшена диспергируемость самого пигмента в такой степени, что он мог диспергироваться без применения какого-либо диспергирующего вещества или другого подобного вещества. Самодиспергирующийся тип пигмента может предпочтительно быть пигментом, с поверхностью частиц которого непосредственно или через другую атомную группу была химически присоединена гидрофильная группа. Например, предпочтительно использовать те пигменты, в которых гидрофильную группу, введенную на части поверхности пигментных частиц, выбирают из группы, состоящей из -COOM1, -SO₃M1 и -PO₃H(M1)₂ (где M1 представляет атом водорода, щелочной металл, аммоний или органический аммоний). Кроме того, предпочтительно использовать те, в которых такая другая атомная группа является алкиленовой группой, имеющей от 1 до 12 углеродных атомов, замещенной или незамещенной фениленовой группой, или замещенной или незамещенной нафтиленовой группой. Кроме этого, также предпочтительно использовать пигменты самодиспергирующегося типа с поверхностью, подвергнутой окислительной обработке, полученные способом, в котором углеродную сажу подвергают окислительной обработке с помощью гипохлорита натрия, способом, в котором углеродную сажу окисляют в атмосфере озона, и способом, в котором поверхность частиц углеродной сажи модифицируют путем проведения обработки озоном и затем подвергают окислению в атмосфере влажного воздуха с помощью окислителя.

(Связанный с полимером пигмент самодиспергирующегося типа)

Может быть использован связанный с полимером пигмент самодиспергирующегося типа, упомянутый ранее в качестве водонерастворимого красящего вещества, применяемого в водных чернилах по настоящему изобретению, у которого была улучшена диспергируемость самого пигмента в такой степени, что он может диспергироваться без применения какого-либо диспергирующего вещества или другого подобного вещества. В качестве связанного с полимером пигмента самодиспергирующегося типа предпочтительно использовать пигмент, включающий продукт взаимодействия i) функциональной группы, которая была химически связана с поверхностью пигментных частиц непосредственно или через другую атомную, и ii) сополимера ионогенного мономера и гидрофобного мономера. Так как соотношение при сополимеризации ионогенного мономера к гидрофильному мономеру, которые являются исходными веществами для образования сополимера, применяемого при модификации поверхности, может соответствующим образом быть изменено, то это позволяет соответственно корректировать гидрофильность пигмента, у которого была подвергнута модификации поверхность. Кроме того, могут быть соответственно изменены типы применяемых ионогенного мономера и гидрофобного мономера и их комбинация, и, следовательно, это может также придавать поверхности пигментных частиц различные свойства.

Функциональная группа

Функциональная группа связанного с полимером пигмента самодиспергирующегося типа была химически связана с поверхностью пигментных частиц непосредственно или через другую атомную группу. Функциональная группа является группой для образования органической группы путем взаимодействия с сополимером, как описано далее. Тип функциональной группы выбирают в зависимости от того, какую функциональную группу содержит сополимер. Принимая во внимание тот факт, что пигмент диспергирован в водной среде, взаимодействие функциональной группы с сополимером может предпочтительно происходить с образованием связи, не связанной с протеканием гидролиза, например амидной связи. В связи с этим, функциональная группа может быть аминогруппой, а сополимер может содержать карбоксильную группу, в результате чего сополимер может быть введен на поверхность пигментных частиц через амидную группу. Альтернативной функциональной группой может быть карбоксильная группа, а сополимер может содержать аминогруппу, в результате чего, так же как и в вышеописанном случае, сополимер может быть введен на поверхность пигментных частиц через амидную группу.

Здесь, функциональная группа, химически связанная с поверхностью пигментных частиц, может непосредственно быть связана с поверхностью пигментных частиц или может быть связана с поверхностью пигментных частиц через другую атомную группу. Однако, при введении на места поверхности пигментных частиц сополимера с относительно высокой молекулярной массой, предпочтительно вводить функциональную группу на места поверхности пигментных частиц через другую атомную группу, для того чтобы исключить любое взаимное пространственное затруднение сополимеров. В связи с этим, нет конкретных ограничений на такую другую атомную группу, пока она является поливалентным элементом или органической группой. Однако, по выше указанным причинам, двухвалентный органический радикал, например, может быть предпочтительно использован с точки зрения регулирования расстояния нахождения функциональной группы от поверхности пигментных частиц. Двухвалентный органический радикал может конкретно включать, например, алкиленовые группы и ариленовые группы (фениленовую группу).

Указывая более конкретно, например, в приведенных далее примерах пигмент подвергают взаимодействию с аминофенил(2-сульфоэтил)сульфоном для введения аминофенил(2-сульфоэтил)сульфоновой группы в места на поверхности пигментных частиц и далее аминогруппу пентаэтиленгексамина подвергают взаимодействию с аминофенил(2-сульфоэтил)сульфоновой группой для введения аминогруппы в качестве функциональной группы. В этом случае, аминогруппа химически связывается с поверхностью пигментных частиц через атомную группу, содержащую фенил(2-сульфоэтильную) группу. Разумеется, настоящее изобретение ни коим образом этим не ограничивается.

Сополимер

Сополимер ионогенного мономера и гидрофобного мономера может предпочтительно быть, например, анионным сополимером, обладающим анионностью, или катионным сополимером, обладающим катионностью.

Анионный сополимер может включать, например, сополимер гидрофобного мономера и анионного мономера или их соль.

Гидрофобный мономер может конкретно включать, например, стирол, винилнафталин, алкилметакрилаты, такие как метилметакрилат; фенилметилметакрилат, бензилметакрилат, 2-этоксиэтилметакрилат, метакрилонитрил, 2-триметилсилоксиэтилметакрилат, глицидилметакрилат, п-толилметакрилат, сорбилметакрилат, алкилакрилаты, такие как метилакрилат; фенилакрилат, бензилакрилат, акрилонитрил, 2-триметилсилолксиэтилакрилат, глицидилакрилат, п-толилакрилат, и сорбилакрилат. Также, анионный мономер может конкретно включать, например, акриловую кислоту, метакриловую кислоту и малеиновую кислоту. Разумеется, в настоящем изобретении, примеры ни коем образом не являются ограничениями.

Анионный сополимер анионного мономера и гидрофобного мономера состоит, по меньшей мере, из двух мономеров, которые являются любым одним, выбранным из вышеприведенных гидрофобных мономеров, и, по меньшей мере, одним, выбранным из вышеприведенных анионных мономеров. Анионный сополимер может включать блок-сополимеры, статистические сополимеры и привитые сополимеры или их соли.

Такой анионный сополимер может предпочтительно иметь кислотное число в диапазоне от 100 до 500, и разброс кислотного числа может предпочтительно быть в диапазоне 20% среднего значения кислотного числа. Если он имеет кислотное число выше, чем в вышеуказанном интервале, то поверхность пигментных частиц может стать настолько высоко гидрофильной, что вода и растворитель в чернилах могут оставаться на поверхности пигментных частиц после печати, вследствие чего это может позже приводить к стойкости к царапанию и стойкости к маркеру на регистрирующей среде после печати. Если, с другой стороны, он имеет кислотное число ниже, чем в вышеуказанном интервале, то поверхность пигментных частиц может стать настолько слабо гидрофильной, что пигмент сможет с трудом диспергироваться.

В связи с этим, соль анионного сополимера может включать соли щелочных металлов, таких как натрий, литий и калий, и, кроме того, соли аммония, соли алкиламинов и соли алканоламинов. Любая из них может быть использована по отдельности или в соответствующей комбинации двух или более типов.

Далее, катионный сополимер может включать, например, сополимер гидрофобного мономера и катионного мономера или его соль.

В качестве гидрофобного мономера, могут быть использованы мономеры, приведенные в качестве примеров выше. Кроме того, катионный мономер может конкретно включать, например, аллиламин, диметиламиноэтилметакрилат, диэтиламиноэтилметакрилат, трет-бутиламиноэтилакрилат, диметиламиноэтилакрилат, диэтиламиноэтилакрилат, диметиламинопропилметакриламид, N-винилкарбазол, метакриламид, акриламид и диметилакриламид. Разумеется, настоящее изобретение никоим образом не ограничивается этим.

Анионный сополимер катионного мономера и гидрофобного мономера состоит, по меньшей мере, из двух мономеров, которые являются любым одним выбранным из вышеприведенных гидрофобных мономеров, и, по меньшей мере, одним выбранным из вышеприведенных катионных мономеров. Катионный сополимер может включать блок-сополимеры, статистические сополимеры и привитые сополимеры или их соли.

Такой катионный сополимер может предпочтительно иметь аминное число в интервале от 100 до 500, и разброс аминного числа может предпочтительно быть в диапазоне 20% среднего значения аминного числа. Аминное число, так же как и кислотное число, является величиной, показывающей соответственно количество миллиграмм KOH при нейтрализации 1 г образца.

В связи с этим, соль вышеприведенного катионного сополимера может включать ацетат, хлористоводородную кислоту и нитрат. Любая из них может быть использована по отдельности или в соответствующей комбинации двух или более типов.

Описанные выше анионный или катионный сополимер могут иметь средневесовую молекулярную массу(Mw) в области от 1000 до 20000 и более предпочтительно - в области от 3000 до 20000. Кроме того, сегмент катионного сополимера может предпочтительно иметь полидисперсность Mw/Mn (Mw: средневесовая молекулярная масса, Mn: среднечисленная молекулярная масса), равную 3 или менее. Содержание такого анионного или катионного сополимера в чернилах может составлять от 5 мас.% или более до 40 мас.% или менее от массы пигментных частиц с модифицированной сополимером поверхностью. Кроме того, если сополимер имеет высокую полидисперсность, то сополимер имеет широкое молекулярно-массовое распределение, вследствие чего описанные выше свойства, связанные с молекулярной массой сополимера, могут быть реализованы с трудом. Следовательно, более предпочтительно, чтобы сополимер имел однородное молекулярно-массовое распределение.

Способ модификации пигмента путем химического связывания органической группы с поверхностью пигментных частиц описывается далее для случая углеродной сажи. Применяемый здесь способ может быль любым обычно используемым способом, без каких-либо конкретных ограничений, пока он является способом, в котором, что касается функциональных групп поверхности пигментных частиц или функциональных групп, вводимых на места поверхности пигментных частиц, сополимер, состоящий из ионогенного мономера и гидрофобного мономера, объединяют с этими функциональными группами, для того чтобы сополимер был химически связан с поверхностью пигментных частиц.

В качестве конкретных примеров такого способа, ниже приводятся используемые способы. Применяется способ, в котором полиэтиленимин вводят в места на поверхности пигментных частиц, таких как углеродная сажа, и сополимер, состоящий из ионогенного мономера и гидрофобного мономера, имеющего аминогруппу, объединяют с концевыми функциональными группами в результате реакции диазония, и способ, в котором сополимер, имеющий в молекуле аминогруппу и карбоксильную группу, объединяют с поверхностью частиц пигмента, такого как углеродная сажа, в результате реакции диазония. Типичные примеры этих способов раскрыты в заявке WO 01/51566 A1.

Вышеприведенные способы, где, например, анионный сополимер химически связывается с поверхностью частиц углеродной сажи, включают следующие три стадии.

Первая стадия: Стадия добавления аминофенил(2-сульфоэтил) сульфоновой группы (APSES) к углеродной саже в результате реакции диазония.

Вторая стадия: Стадия добавления полиэтиленимина или пентаэтиленгексамина (PEHA) к углеродной саже, обработанной с помощью APSES.

Третья стадия: Стадия присоединения сополимера гидрофобного мономера и ионогенного мономера, имеющего карбоксильные группы.

На второй стадии, фенил(2-сульфоэтил)сульфоновой группе, химически связанной с поверхностью частиц углеродной сажи, дают возможность взаимодействовать с аминогруппой APSES, в результате чего аминогруппа вводится в качестве функциональной группы, связанной химически с поверхностью частиц углеродной сажи. Затем на третьей стадии, например, части карбоксильных групп фрагментов ионогенного мономера, которые содержит сополимер, дают возможность провзаимодействовать с аминогруппой с образованием амидной связи, в результате чего сополимер может быть введен в места на поверхности частиц углеродной сажи через атомную группу, которая содержит фенил(2-сульфоэтильную) группу, которая является остатком APSES и остатком PEHA.

Вышеприведенные способы, где, например, катионный сополимер химически связывается с поверхностью частиц углеродной сажи, включают следующие две стадии.

Первая стадия: Стадия добавления аминофенил(2-сульфоэтил) сульфоновой группы (APSES) к углеродной саже в результате реакции диазония.

Вторая стадия: Стадия присоединения сополимера гидрофобного мономера и катионного мономера.

На первой стадии, сульфоновую группу вводят в качестве функциональной группы, химически связанной с поверхностью частиц углеродной сажи. Затем, на второй стадии, например, части аминогрупп фрагментов ионогенного мономера, которые содержит сополимер, представляют возможность провзаимодействовать с сульфоновой группой (нуклеофильное замещение), в результате чего сополимер может быть введен в места на поверхности частиц углеродной сажи через атомную группу, которая содержит фенил(2-сульфоэтиловую) группу, которая является остатком APSES.

-Другие компоненты-

Кроме компонентов, описанных выше, в водных чернилах по настоящему изобретению, могут использоваться в качестве компонентов чернил удерживающее влагу твердое вещество, такое как мочевина, производное мочевины, триметилолпропан или триметилоэтан, для того чтобы поддерживать удерживание влаги. В водных чернилах, содержание удерживающего влагу твердого вещества, такого как мочевина, производное мочевины или триметилолпропан, может обычно предпочтительно составлять от 0,1 мас.% до 20,0 мас.% и более предпочтительно - от 3,0 мас.% до 10,0 мас.% от суммарной массы чернил.

Кроме выше описанных компонентов, в водные чернила по настоящему изобретению могут необязательно дополнительно быть введены различные добавки, такие как поверхностно-активное вещество, регулятор pH, ингибитор коррозии, антисептическое средство, a средство против плесени, антиоксидант, средство, препятствующее восстановлению, ускоритель испарения и хелатообразующий агент.

В водные чернила по настоящему изобретению может предпочтительно быть введено неионогенное поверхностно-активное вещество для регулирования поверхностного натяжения и улучшения характеристики выброса. Такое неионогенное поверхностно-активное вещество может конкретно включать, например, соединение, имеющее структуру, представленную любой из следующих структурных формул (1) - (4).

Структурная формула (1)

(В структурной формуле (1), R представляет алкильную группу и n представляет целое число).

Структурная формула (2)

(В структурной формуле (2), R представляет алкильную группу и n представляет целое число).

Структурная формула (3)

(В структурной формуле (3), R представляет атом водорода или алкильную группу и m и n представляют каждая целое число).

Структурная формула (4)

(В структурной формуле (4), m и n представляют каждая целое число).

В структурной формуле (1), R может предпочтительно быть линейной или разветвленной алкильной группой, имеющей от 8 до 21 углеродных атомов, и n может предпочтительно быть целым числом от 5 до 40. Смесь двух или более типов соединений, имеющих различные значения R и/или, n может также быть использована.

В структурной формуле (2), R может предпочтительно быть линейной или разветвленной алкильной группой, имеющей от 8 до 21 углеродных атомов, и n может предпочтительно быть целым числом от 5 до 40. Смесь двух или более типов соединений, имеющих различные значения R и/или n, может также быть использована.

В структурной формуле (3), m может предпочтительно быть целым числом от 1 до 10, и n - целым числом от 1 до 10. В связи этим, m представляет число единиц оксида этилена, а n - число единиц оксида пропилена, при образовании любого блок-сополимера, альтернатного сополимера и статистического полимера. Смесь двух или более типов соединений, имеющих различные значения m и/или n, может быть также использована.

В структурной формуле (4), m может предпочтительно быть целым числом от 1 до 10, и n - целым числом от 1 до 10. Смесь двух или более типов соединений, имеющих различные значения m и/или, n может быть также использована.

Соединение, имеющее структуру, представленную любой из вышеприведенных структурных формул (1) - (4), может содержаться в чернилах в количестве от 0,05 мас.% до 5 мас.%, и более, предпочтительно - от 0,1 мас.% до 2 мас.% от суммарной массы чернил.

-Физические свойства чернил-

Водные чернила, используемые в настоящем изобретении, состоящие из компонентов, описанных выше, могут предпочтительно иметь свойства, которые позволяют им быть выброшенными соответствующим образом из струйной регистрирующей головки. С точки зрения осуществления выброса из струйной регистрирующей головки, чернила могут предпочтительно иметь вязкость от 1 до 15 мПа·с и поверхностное натяжение 25 мН/м (дин/см) или более и более предпочтительно - вязкость - от 1 до 5 мПа·с и поверхностное натяжение - от 25 до 50 мН/м (дин/см) или более.

(Реакционная жидкость)

Реакционная жидкость, используемая в настоящем изобретении, содержит реакционноспособный компонент, который приводит состояние дисперсии красящего вещества в чернилах в нестабильное состояние или вызывает флокуляцию красящего вещества. Реакционноспособный компонент понижает стабильность дисперсии красящего вещества и заставляет красящее вещество флокулировать, когда чернила, в которых красящее вещество диспергировано или растворено в водной среде в результате действия ионогенных групп, контактируют с вышеуказанным реакционноспособным компонентом на регистрирующей среде. Кроме того, приведение дисперсии красящего вещества в чернилах в нестабильное состояние означает, что тем самым вызывается состояние флокуляции или гелеобразования, когда чернила и реакционная жидкость смешиваются на регистрирующей среде.

Реакционноспособный компонент может конкретно включать, например, соли металлов (в частности, ионы поливалентных металлов и их соли), низкомолекулярные катионные соединения и катионные высокомолекулярные полимеры. Реакционноспособный компонент описан ниже.

[Ион поливалентного металла и его соль]

Ионы поливалентного металла могут в частности включать, например, ионы двухвалентного металла, такие как Ca²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, Sr²⁺ и Ba²⁺, и ионы трехвалентного металла, такие как Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺ и Y³⁺. Для введения ионов поливалентных металлов в реакционную жидкость известен способ, в котором соль поливалентного металла добавляют к реакционной жидкости. Под солью подразумевают соли металлов, состоящие из вышеназванных ионов поливалентных металлов и связанных с ними анионов, и они должны быть растворимы в воде. Предпочтительные анионы для образования солей могут включать, например, Cl^-, NO₃ ^-, I^-, Br^-, ClO₃ ^-, SO₄ ^2-, CO₃ ^2-, CH₃COO^- и HCOO^-. Разумеется, в настоящем изобретении, примеры ни в коей мере их не ограничивают. В настоящем изобретении, с точки зрения способности реакционной жидкости вступать в реакцию с водными чернилами, осуществления окрашивания и, кроме того, легкости обращения с реакционной жидкостью, ионы поливалентных металлов могут предпочтительно включать Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺, Al³⁺ и Y³⁺. Кроме того, Ca²⁺ является особенно предпочтительным. Также, что касается анионов, NO^3- является особенно предпочтительным с точки зрения растворимости и так далее.

В реакционной жидкости, ионы поливалентных металлов могут предпочтительно находиться при содержании от 0,01 мас.% или более до 10 мас.% или менее и более предпочтительно - от 1,0 мас.% или более до 5 мас.% или менее от суммарной массы реакционной жидкости, принимая во внимание эффект, обусловленный настоящим изобретением. В частности, для того чтобы достаточно проявилась функция приведения дисперсии красящего вещества в нестабильное состояние, содержащегося в водных чернилах, и для достижения плотности изображения высокого уровня, ионы поливалентного металла могут предпочтительно находиться при содержании от 2,0 мас.% или более до 4,0 мас.% или менее от суммарной массы реакционной жидкости. Кроме того, содержание ионов поливалентных металлов в реакционной жидкости может быть более чем 10 мас.%. Однако в их избыточном введении обычно нет необходимости, так как, например, даже если их содержание составляет более чем 10 мас.%, не следует рассчитывать, что функция приведения дисперсии красящего вещества в нестабильное состояние будет усиливаться.

Реакционная жидкость может предпочтительно не содержать красящего вещества и быть прозрачной. Однако не всегда необходимо, чтобы реакционная жидкость не имела поглощение в видимой области. Более конкретно, если она проявляет поглощение в видимой области, она может быть использована, пока такое поглощение не влияет по существу на изображение.

(Средство нанесения реакционной жидкости)

В качестве способов нанесения реакционной жидкости на регистрирующую среду применимы такие способы нанесения покрытий, как нанесение покрытия валиком, нанесение покрытия с удалением излишков с помощью планки и нанесение покрытия методом распыления. Применим также способ, в котором, используя струйный способ регистрации в случае чернил, реакционная жидкость селективно связывается только с областями формирования изображения, с которыми должны связываться чернила, и вблизи областей формирования изображения. В результате исследований, проведенных авторами настоящего изобретения, по поводу того, как наносить реакционную жидкость на регистрирующую среду, они пришли к выводу, что самым лучшим способом является нанесение покрытия валиком. Причина состоит в том, что, даже когда реакционную жидкость наносят в небольшом количестве, состояние распределения реакционноспособного компонента вблизи части слоя поверхности регистрирующей среды является более однородным, чем при использовании других способов, и, кроме того, качество изображения может быть выше за счет того, что оно не содержит неоднородность на участках сплошного изображения, а также за счет диффузии чернил через покрытие, после того, как чернила были нанесены.

Когда формируют изображения с использованием двухжидкостной системы, различные способы применимы в качестве средства, с помощью которого реакционную жидкость и водные чернила приводят в контакт друг с другом на регистрирующей среде. Например, известен способ, в котором реакционная жидкость и чернила приводят в контакт друг с другом на регистрирующей среде, когда они находятся в жидком состоянии, или способ, в котором водные чернила наносят на регистрирующую среду после того, как завершена фиксации реакционной жидкости на регистрирующей среде, то есть, после того, как капли реакционной жидкости впитались в регистрирующую среду. В результате исследования двухжидкостной системы, авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что для обеспечения высокой плотности изображения с одновременным достижением достаточной степени покрытия поверхности даже при небольшом количестве капель чернил, лучшим методом является тот, в котором чернила наносят на регистрирующую среду после того, как была завершена фиксация реакционной жидкости на регистрирующей среде.

В связи с этим, момент времени, при котором фиксация заканчивается, относят к моменту времени, при котором величина Ka(t - tw)^1/2, представленная уравнением Бристоу, является большей, чем количество реакционной жидкости, фактически наносимой на регистрирующую среду. Это относится к моменту времени, при котором капли реакционной жидкости впитываются в регистрирующую среду, и означает "t-секунд после ", вычисляемое из значения Ka в соответствие с методом Бристоу и количеством реакционной жидкости.

(Физические свойства и наносимое количество реакционной жидкости)

Предпочтительно, чтобы проницаемость реакционной жидкости в регистрирующую среду составляла от 1,3 мл·м^-2·мсек^-1/2 или более до 6,0 мл·м^-2·мсек^-1/2 или менее и более предпочтительно - от 3,0 мл·м^-2·мсек^-1/2 или более до 6,0 мл·м^-2·мсек^-1/2 или менее, в единицах значения Ka, найденных по методу Бристоу. Также, реакционная жидкость может быть предпочтительно нанесена в количестве от 0,5 г/м² или более до 5 г/м² или менее и более предпочтительно - от более чем 2,0 г/м² до 3,0 г/м² или менее.

Когда для нанесения реакционной жидкости применяют способ нанесения покрытия валиком, предпочтительными для реакционной жидкости могут быть показатели для вязкости от 1 мПа·с или более до 100 мПа·с или менее и более предпочтительно - от 4 мПа·с или более до 40 мПа·с или менее, для поверхностного натяжения от 15 мН/м (дин/см) или более до 45 мН/м (дин/см) или менее. Эти условия предпочтительны с точки зрения стабильности покрытия. В связи с этим, наносимое количество реакционной жидкости может быть соответственно скорректировано за счет регулирования физических свойств реакционной жидкости, скорости вращения валика, используемой в устройстве для нанесения покрытия, давления валика при контакте с регистрирующей средой и так далее.

Когда для нанесения реакционной жидкости применяют способ выброса чернил, предпочтительными для реакционной жидкости могут быть показатели для вязкости от 1 мПа·с или более до 15 мПа·с или менее, для поверхностного натяжения от 25 мН/м (дин/см) или более до 50 мН/м (дин/см) или менее. Эти условия предпочтительны с точки зрения характеристики выброса из регистрирующей головки. В связи с этим, реакционная жидкость должна взаимодействовать только с конкретными водными чернилами. Следовательно, для того чтобы реакционная жидкость не загрязняла те места, которые не являются областями, на которых регистрируют изображения при помощи конкретных водных чернил, предпочтительно, чтобы поверхностное натяжение реакционной жидкости могло составлять высокое значение, но такое значение, при котором возможно осуществлять выброс реакционной жидкости из регистрирующей головки, и оно было больше, чем поверхностное натяжение водных чернил, для которых с помощью реакционной жидкости должно быть нарушено состояние стабильности дисперсии водонерастворимого красящего вещества.

(Набор чернил)

Водные чернила настоящего изобретения могут предпочтительно быть использованы в наборе чернил, в котором объединены четыре вида водных чернил, состоящих из голубых чернил, пурпурных чернил, желтых чернил и черных чернил.

Кроме того, водные чернила могут быть использованы в наборе чернил, который применяют в методе формирования изображения, включающем стадию нанесения водных чернил, входящих в набор чернил, на регистрирующую среду, и стадию нанесения реакционной жидкости на регистрирующую среду, способной вызывать нестабильное состояние дисперсии водонерастворимого красящего вещества в водных чернилах при контакте с водными чернилами. В этом случае, более предпочтительным вариантом осуществления является набор чернил, дополнительно содержащий реакционную жидкость, способную вызывать нестабильное состояние дисперсии водонерастворимого красящего вещества в водных чернилах при контакте с водными чернилами.

В связи с этим, набор чернил настоящего изобретения может быть любого вида, приведенного ниже, пока в него входит комбинация нескольких чернил. Например, он может быть набором чернил, состоящим из емкости для чернил, имеющей конструкцию, в которой каждая емкость для голубых чернил, пурпурных чернил, желтых чернил и черных чернил составляют одно целое, или такой емкости для чернил, к которой присоединена головка; или набором чернил, состоящим из емкости для чернил, имеющей конструкцию, в которой каждая емкость для голубых чернил, пурпурных чернил, желтых чернил составляют одно целое, или такой емкости для чернил, к которой присоединена головка; или набором чернил, в котором индивидуальные емкости для выше приведенных чернил устанавливаются отделяемыми от регистрирующего прибора. В любом случае, в настоящем изобретении, характеристики отдельных чернил настоящего изобретения определяют относительно других применяемых чернил (в регистрирующем приборе или что касается емкости для чернил). Без ограничения для этих вышеприведенных форм, набор чернил может быть любой модифицированной формы.

(Способ струйной регистрации, регистрирующий блок, картридж и струйный регистрирующий прибор)

На фиг.1 показан вид сбоку в разрезе примера струйного регистрирующего прибора. В этом струйном регистрирующим приборе применяется стандартная система струйной регистрации, и он имеет регистрирующую головку 1, кассету подачи листов 16, включающую лоток подачи листов 17, из которого будет подаваться регистрирующая среда (далее также "регистрирующий лист") 19, и приспособление для нанесения реакционной жидкости, при этом лоток подачи листов и это приспособление являются неразъемной частью, приводное устройство для возвратно-поступательного движения регистрирующей головки в направлении (направление первичного сканирования) под прямым углом к направлению перемещения регистрирующего листа (направление вторичного сканирования) и блок управления, который регулирует привод этих приспособлений.

Регистрирующая головка 1 устанавливается в каретку 2 таким образом, чтобы ее сторона, на которой образованы эжекционные отверстия для чернил, была направлена в сторону бумагоопорного стола 11. Регистрирующая головка 1 имеет эжекционные отверстия для чернил, не показанные на чертеже, несколько преобразователей электрической энергии в тепловую (например, нагревательные элементы) для нагревания жидкости чернил, и основу, которая поддерживает преобразователи. В связи с этим, регистрирующая головка 1 имеет чернильный картридж, который устанавливают внутри каретки над регистрирующей головкой.

Каретка 2 перемещает регистрирующую головку 1 и может двигаться возвратно-поступательно вдоль двух направляющих круглой формы 9, идущих параллельно горизонтальному направлению регистрирующей головки 19. Кроме того, регистрирующая головка 1 двигается синхронно с возвратно-поступательным движением этой каретки и выбрасывает капли чернил на регистрирующий лист 19 для формирования изображений. Кассета подачи листов 16 отсоединяется от корпуса регистрирующего прибора. Регистрирующие листы 19 помещают в виде стопки на лоток подачи листов 17 в кассете подачи листов 16. В момент подачи листа, верхний лист приводят в плотный контакт с валиком подачи листа 10 при помощи пружины 18, которая давит снизу вверх на лоток подачи листов 17. Этот валик подачи листа 10 является валиком, который имеет в сечении практически полукруглую форму, приводится во вращение мотором (не показан). Он подает только верхний лист (регистрирующий лист 19) с помощью разделительных прижимных лапок (не показаны).

Отделенный и подаваемый регистрирующий лист 19 перемещают вдоль поверхности перемещения кассеты подачи листов 16 и поверхности перемещения направляющего приспособления для листа 27 с помощью промежуточного валика большого диаметра 12 и валика для нанесения покрытия малого диаметра 6, находящихся с ним в тесном контакте. Эти поверхности перемещения образованы из поверхностей, которые так изогнуты, что образуют концентрические дуги по отношению к промежуточному валику 12. Следовательно, регистрирующий лист 19, пройдя эти поверхности перемещения, возвращается назад относительно его направления перемещения. Более конкретно, лицевая сторона регистрирующего листа 19, на которой будут напечатаны изображения, обращена вниз до тех пор, пока лист не достигнет промежуточного валика 12 после его перемещения из лотка подачи листов 17, но лицевая сторона становится обращенной вверх (сторона регистрирующей головки) в момент времени, когда она обращена к регистрирующей головке 1. Таким образом, лицевая сторона регистрирующего листа, на которой осуществляется печать, всегда обращена наружу от струйного регистрирующего прибора.

Приспособление для нанесения реакционной жидкости имеет емкость заправки 22, которая установлена внутри кассеты подачи листов 16 и служит для подачи реакционной жидкости 15, промежуточный валик 12, способный вращаться в состоянии, когда его внешняя поверхность частично погружена в емкость 22, и валик для нанесения покрытия 6, который расположен так, что он параллелен промежуточному валику 12 и способен вращаться при контакте с ним, и в том же самом направлении, что и промежуточный валик 12. Кроме того, валик для нанесения покрытия 6 расположен так, что его внешняя поверхность приходит в контакт с, и параллельно к, подающим валиком 13 для перемещения регистрирующего листа 19. Таким образом, когда регистрирующий лист 19 перемещается, валик для нанесения покрытия 6 и промежуточный валик 12 вращаются по мере вращения промежуточного валика 12. В результате, реакционная жидкость 15 подается промежуточным валиком 13 на внешнюю поверхность валика для нанесения покрытия 6, кроме того, регистрирующий лист 19, удерживаемый между валиком для нанесения покрытия 6 и промежуточным валиком 12, равномерно покрывается на лицевой стороне реакционной жидкостью 15 с помощью валика для нанесения покрытия 6.

В этом струйном регистрирующем приборе также предусмотрен поплавок 14 в емкости заправки 22. Этот поплавок 14 является веществом, имеющим меньшую плотность, чем реакционная жидкость 15, и плавает на поверхности реакционной жидкости 15. Таким образом, оставшееся количество реакционной жидкости, содержащей реакционноспособный компонент, может быть визуально определено снаружи через окошко индикации оствшегося количества 21, которое является прозрачным элементом.

На фиг.2 показан вид спереди устройства индикации оставшегося количества. Устройство индикации оставшегося количества имеет индикатор, показывающий величину оставшегося количества реакционной жидкости, оно снабжено наряду с индикатором оставшегося количества окошком 21 в его продольном направлении. На чертеже, случай, при котором поверхность жидкости или поплавок 14 устанавливается в позицию, обозначенную как "Полный", показывает состояние заполненности. С другой стороны, случай, при котором поверхность жидкости или поплавок 14 устанавливается в позицию, обозначенную как "Добавить", показывает, что реакционная жидкость заканчивается. Таким образом, визуально видно, что реакционная жидкость 15 постепенно уменьшается и реакционная жидкость может быть восполнена, когда поплавок 14 уже опустился до линии "Добавить".

Реакционная жидкость 15 может быть восполнена методом, показанным на фиг.3. В состоянии, когда кассета подачи листов 16 извлечена из корпуса струйного регистрирующего прибора, кончик приспособления для введения 23 вставляют в отверстие для введения 20, состоящее из резинового элемента, имеющего прорезь, для введения реакционной жидкости в емкость заправки 22.

Таким образом, регистрирующий лист, покрытый реакционной жидкостью, затем направляют в указанном количестве при помощи главного ведущего валика 7 и прижимного валика 8, находящихся в тесном контакте друг с другом, и перемещают к регистрирующему блоку, где чернила наносятся из регистрирующей головки 1. Регистрирующий лист 19, поданный и с напечатанным изображением так, как было описано выше, перемещается для доставки выводным роликом 3 и прямозубым зубчатым колесом 4, находящимися в тесном контакте вместе с тем, и укладывается в стопку на выходном лотке 5.

Когда реакционную жидкость наносят валиком или другим подобным устройством, реакционная жидкость, в частности, должна иметь более высокую вязкость, чем вязкость чернил. Это предпочтительно, так как чернила могут быть нестабильными, даже когда реакционную жидкость наносят в небольшом количестве, и, кроме того, изображения регистрируемых материалов могут быть хорошо зафиксированы. Более конкретно, когда реакционная жидкость имеет высокую вязкость, ионы поливалентных металлов могут более легко оставаться вблизи поверхности регистрирующей среды, и, следовательно, реакционная среда может легко взаимодействовать с чернилами. Предпочтительно, чтобы чернила взаимодействовали с реакционной жидкостью и затем компоненты красящего вещества в чернилах оставались вблизи поверхности регистрирующей среды, когда водорастворимые органические растворители, вода и так далее мгновенно проникают в регистрирующую среду, то есть мгновенно происходит разделение фаз твердое-жидкость. Следовательно, с точки зрения способности к фиксации изображений фиксируемых материалов, более предпочтительно, чтобы реакционная жидкость имела более низкую вязкость. В случае, когда реакционную жидкость наносят валиком или другим подобным образом, предпочтительно, чтобы реакционная жидкость имела вязкость от 3 мПа·с или более до 100 мПа·с или менее и более предпочтительно - от 5 мПа·с или более до 60 мПа·с или менее. В связи с этим, вязкость реакционной жидкости или чернил в настоящем изобретении может быть измерена при температуре окружающей среды 25°C традиционным способом.

(Способ формирования изображения)

Способ формирования изображения по настоящему изобретению описан ниже путем приведения конкретных примеров. Способ формирования изображения по настоящему изобретению является способом формирования изображения, в котором осуществляется регистрация с помощью струйной регистрирующей системы на регистрирующей среде, такой как обычная бумага, с применением черных чернил и, по меньшей мере, одних цветных чернил, и характеризующийся тем, что водные чернила, имеющие состав, описанный выше, используют в качестве черных чернил, для формирования изображения, состоящего из изображения, формируемого черными чернилами, и изображения, формируемого вышеуказанными цветными чернилами, которые непосредственно примыкают друг к другу, осуществляют сканирование для нанесения черных чернил для формирования изображения и после этого осуществляют сканирование для нанесения цветных чернил на область, где уже было сформировано изображение предыдущим сканированием. Поэтому ниже описаны конкретные способы.

На фиг.4 приведен пример регистрирующей головки, используемой при осуществлении способа формирования изображения по настоящему изобретению. Регистрирующая головка имеет, как показано на фиг.4, линию эжекционных отверстий Bk для выброса из нее черных чернил, и линии эжекционных отверстий для выброса из нее трех цветных чернил: голубых (C), пурпурных (M) и желтых (Y) соответственно.

В способе формирования изображения настоящего изобретения, когда формируют полноцветные изображения, может предпочтительно быть использована регистрирующая головка, в которой чернила наносят путем использования регистрирующей головки, в которой линию эжекционных отверстий для выброса из нее черных чернил и линии эжекционных отверстий для выброса из нее цветных чернил размещают смещенными друг относительно друга в направлении вторичного сканирования. В частности, например, при осуществлении способа формирования изображения с использованием регистрирующей головки, приведенной на фиг.4, когда формируются только черные изображения, используют всю область линии эжекционных отверстий для черных чернил. Когда формируются полноцветные изображения путем смешения черного изображения и цветного изображения, изображения могут предпочтительно быть сформированы так, что черные чернила используют часть а линии эжекционных отверстий для черных чернил, и C, M и Y цветные чернила используют часть b линии эжекционных отверстий для цветных чернил. Случай, в котором формируются изображения путем смешения черных изображений и цветных изображений, описаны ниже более подробно.

На фиг.4 приводится пример регистрирующей головки, используемой в настоящем изобретении. Регистрирующая головка имеет линию эжекционных отверстий Bk для выброса из нее черных чернил, и линии эжекционных отверстий C, M и Y для выброса из нее трех цветных чернил: голубых (C), пурпурных (M) и желтых (Y) соответственно. Сначала, используя часть а линии эжекционных отверстий для черных чернил, печатающая головка сканируется в горизонтальном направлении рисунка (направление первичного сканирования) с формированием черного изображения за один проход печати на регистрирующей среде. Далее, регистрирующую среду перемещают на расстояние a в вертикальном направлении рисунка (направление вторичного сканирования), где, в процессе следующего первичного сканирования в направлении вперед для печатающей головки, используют часть b линий эжекционных отверстий для цветных чернил для формирования цветного изображения за один проход печати на регистрирующей среде на его области изображения, сформированной на первой части a линии эжекционных отверстий для черных чернил. Здесь, часть a линии эжекционных отверстий для черных чернил формирует изображение в следующей области. Это повторяется, чтобы сформировать изображения путем смешения черных изображений и цветных изображений.

На фиг.5 представлен другой пример регистрирующей головки, используемой в настоящем изобретении. В том, что представлено на фиг.5, так же как в случае на фиг.4, черные чернила используют часть a линии эжекционных отверстий для черных чернил, и C, M и Y цветные чернила используют часть b, соответствующую всей области линий эжекционных отверстий для цветных чернил, формируя таким же образом, что и выше описанным, изображения путем смешения черных изображений и цветных изображений.

На фиг.6 приведен еще один пример регистрирующей головки, применяемой в настоящем изобретении. В том, что показано на фиг.6, а также на фиг.4, черные чернила используют часть a линии эжекционных отверстий для черных чернил, и C, M и Y цветные чернила используют часть b, соответствующую всей области линий эжекционных отверстий для цветных чернил, формируя изображения путем смешения черных изображений и цветных изображений. Здесь, в регистрирующей головке, приведенной на фиг.6, расстояние для протяжки бумаги a' за один раз установлено между частью a линии эжекционных отверстий для черных чернил и частью b линий эжекционных отверстий для цветных чернил. Отсюда, для сконструированной таким образом регистрирующей головки, следует, что создается в избытке разница во времени, соответствующая однократному сканированию при возвратно-поступательном движении, пока формируется черное изображение и затем формируется цветное изображение. Поэтому, конструкция регистрирующей головки, приведенная на фиг.6, является более предпочтительной, чем конструкция регистрирующей головки, приведенной на фиг.5, для предотвращения расплывания между черным изображением и цветным изображением.

На фиг.7 приведен еще один пример регистрирующей головки, применяемой в настоящем изобретении. Где, в регистрирующей головке, показанной на фиг.7, используется регистрирующая головка, в которой линия эжекционных отверстий для черных чернил и линии эжекционных отверстий для цветных чернил расположены на одной прямой, в порядке направления вторичного сканирования, сначала формируется черное изображение, затем формируется цветное изображение в соответствии с подачей бумаги.

На фиг.8 приведен еще один пример регистрирующей головки, используемой в настоящем изобретении. В регистрирующей головке, приведенной на фиг.8, линии эжекционных отверстий для цветных чернил предусмотрены симметрично в направлении первичного сканирования в два ряда для каждых голубых чернил (C1, C2), пурпурных чернил (M1, M2) и желтых чернил (Y1, Y2), так что порядок выброса цветных чернил является одинаковым как в прямом, так и обратном направлении при первичном сканировании. В результате, изображения путем смешения черных изображений и цветных изображений могут быть сформированы способом двунаправленной печати. В этом случае, сначала используют часть a линии эжекционных отверстий для черных чернил для формирования черного изображения, затем регистрирующую среду перемещают на расстояние a в направлении вторичного сканирования, где, в процессе движения в обратном направлении следующего первичного сканирования в печатающей головке, используют часть b линий эжекционных отверстий для цветных чернил для формирования цветного изображения при однопроходной печати на регистрирующей среде на области изображения, ранее сформированного с помощью части a линии эжекционных отверстий для черных чернил, когда часть a линии эжекционных отверстий для черных чернил формирует изображение на следующей области. Это повторяется для формирования изображения путем смешения черных изображений и цветных изображений.

В регистрирующей головке, как приспособленной для двунаправленной печати, показанной на фиг.8, так и в регистрирующей головке, описанной со ссылкой на фиг.6, линии эжекционных отверстий могут быть размещены так, что расстояние для протяжки бумаги a' за один раз установлено между частью a линии эжекционных отверстий для черных чернил и частью b линий эжекционных отверстий для цветных чернил (смотрите фиг.9), для того чтобы обеспечить разницу во времени, соответствующую одноразовому сканированию при возвратно-поступательном движении при формировании черного изображения и затем формировании цветного изображения, в силу чего регистрирующая головка сконструирована более предпочтительно для предотвращения возникновения расплывания между черным изображением и цветным изображением.

Выше был описан способ формирования изображения. Разумеется, что формы регистрирующей головки, применяемой в способе формирования изображения по настоящему изобретению, ни в коей мере не ограничиваются теми формами, которые приведены на фиг.4 - 9. Также, в зависимости от используемого регистрирующего прибора отличается число проходов, и, следовательно, печать ни в коей мере не ограничивается однопроходной печатью.

Способ формирования изображения, использующий набор чернил, включающий вышеописанную реакционную жидкость, при осуществлении имеет следующие стадии:

(i) стадию нанесения на регистрирующую среду реакционной жидкости, способной нарушать состоянии стабильности дисперсии водонерастворимого красящего вещества в водных чернилах, входящих в набор чернил; и

(ii) стадию нанесения водных чернил, входящих в набор чернил, на регистрирующую среду, на которой реакционная жидкость уже была зафиксирована.

Регистрирующая среда

В качестве регистрирующей среды, на которой формируют изображения с помощью набора чернил настоящего изобретения, может быть использована любая регистрирующая среда, пока она является регистрирующей средой, на которую наносят чернила для осуществления регистрации. В частности, в настоящем изобретении, предпочтительно использовать обычную бумагу и регистрационную среду, имеющую, по меньшей мере, одну сторону со слоем покрытия, которое принимает водные чернила. Разумеется, настоящее изобретение ни в коей мере этим не ограничивается.

Регистрирующая среда, имеющая слой покрытия, который принимает водные чернила, может включать регистрирующую среду, имеющую, по меньшей мере, одну сторону со слоем покрытия, которое принимает водные чернила, содержащего, по меньшей мере, гидрофильный полимер и/или неорганическую пористую основу. Когда изображения формируются на такой регистрирующей среде, достигается особенно хороший эффект. Что касается регистрирующей среды, имеющей слой покрытия, который принимает водные чернила, то имеется большое разнообразие сред в зависимости, например, от состояния поверхности, толщины слоя покрытия, размера пор, с помощью которых поглощаются водные чернила, разницы веществ, входящих в такой слой для поглощения чернил, и, кроме того, типа бумажной основы. Например, она может включать сильно глянцевую бумагу или глянцевую пленку, имеющую высокую глянцевитость поверхности; слегка глянцевую бумагу или полуглянцевую бумагу, глянцевитость поверхности которых регулировали в процессе изготовления или другие подобные бумаги; матовую бумагу, не имеющую глянца; и бумагу с неполным покрытием, имеющую слой покрытия в небольшом количестве.

Регистрирующую среду, используемую при струйной регистрации, выбирают исходя из необходимости достижения конкретных целей. Например, используют глянцевую бумагу для получения изображений, воспринимаемых как глянцевые, сопоставимых с глянцем фотографической бумаги на основе соли серебра, и бумагу для художественной печати, воспроизводящую большинство эстетических свойств основы бумаги (таких как имитация качества бумаги для обложек, имитация качества холста и японского пергамента), для изображения любимых картин, фотографий и других графических изображений или что-либо подобного.

Любое обычно известное вещество может быть использовано в качестве гидрофильного полимера, входящего в состав вышеприведенного слоя покрытия регистрирующей среды. Оно может включать, например, крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, метилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, альгиновую кислоту, желатин, поливиниловый спирт, поливинилацеталь, полиэтиленоксид, полиакрилат натрия, сшитую полиакриловую кислоту, поливинилметиловый эфир, полистиролсульфоновую кислоту, четвертичный поливинилпиридин, полиакриламид, поливинилпирролидон, полиамин, водные уретановые смолы, водорастворимые акриловые смолы, водорастворимые эпоксисоединения и водорастворимые сложные полиэфиры. Также предпочтительно использовать модифицированные продукты вышеприведенных полимеров, например, ион-модифицированные продукты, такие как катион-модифицированный поливиниловый спирт и катион-модифицированный поливинилпирролидон. Кроме того, неорганическая пористая основа, используемая для образования принимающего чернила слоя регистрирующей среды, может включать силикагель, оксид алюминия, цеолит и пористое стекло.

ПРИМЕРЫ

Далее, настоящее изобретение будет описано более подробно при помощи примеров, сравнительных примеров и контрольного примера. Однако настоящее изобретение не ограничивается следующими примерами. В следующем описании, если не указано иначе, "часть(и)" и "%" означают "часть(и) по массе" и "мас. %".

[Приготовление раствора дисперсии пигмента и реакционной жидкости]

(Приготовление раствора дисперсии черного пигмента)

Смешивали 10 частей углеродной сажи с площадью удельной поверхности 210 м²/г и величиной адсорбции дибутилфталата 74 мл/100 г, 20 частей водного раствора сополимера стирол-акриловая кислота с кислотным числом 200 и средневесовой молекулярной массой 10000 и нейтрализованного водным раствором 10 мас.% гидроксида натрия, 70 частей очищенной ионным обменом воды с последующим диспергированием в течение 3 часов с помощью вертикальной песочной мельницы периодического действия. Получаемый раствор дисперсии центрифугировали для удаления крупных частиц, затем фильтровали под давлением через микрофильтр с размером пор 3,0 мкм (поставляемый фирмой Fuji Photo Film Co., Ltd.) с получением типа диспергируемого смолой черного пигмента. Далее, добавляли воду к полученному таким образом типу диспергируемого смолой черному пигменту для получения раствора дисперсии с концентрацией пигмента 10 мас.%. В результате получали раствор дисперсии черного пигмента.

(Приготовление раствора дисперсии голубого пигмента)

Смешивали 10 частей пигмента (C.I. Pigment Blue 15:3), 20 частей водного раствора сополимера стирол-акриловая кислота с кислотным числом 200 и средневесовой молекулярной массой 10000 и нейтрализованного водным раствором 10 мас.% гидроксида натрия, 70 частей очищенной ионным обменом воды с последующим диспергированием в течение 3 часов с помощью вертикальной песочной мельницы периодического действия. Получаемый раствор дисперсии центрифугировали для удаления крупных частиц, затем фильтровали под давлением через микрофильтр с размером пор 3,0 мкм (поставляемый фирмой Fuji Photo Film Co., Ltd.) с получением типа диспергируемого смолой голубого пигмента. Далее, добавляли воду к полученному таким образом типу диспергируемого смолой голубому пигменту для получения раствора дисперсии с концентрацией пигмента 10 мас.%. В результате получали раствор дисперсии голубого пигмента.

(Приготовление дисперсии пурпурного пигмента)

Смешивали 10 частей пигмента (C.I. Pigment Red 122), 20 частей водного раствора сополимера стирол-акриловая кислота с кислотным числом 200 и средневесовой молекулярной массой 10000 и нейтрализованного водным раствором 10 мас.% гидроксида натрия, 70 частей очищенной ионным обменом воды с последующим диспергированием в течение 3 часов с помощью вертикальной песочной мельницы периодического действия. Получаемый раствор дисперсии центрифугировали для удаления крупных частиц, затем фильтровали под давлением через микрофильтр с размером пор 3,0 мкм (поставляемый фирмой Fuji Photo Film Co., Ltd.) с получением типа диспергируемого смолой пурпурного пигмента. Далее, добавляли воду к полученному таким образом типу диспергируемого смолой голубому пигменту для получения раствора дисперсии с концентрацией пигмента 10 мас.%. В результате получали раствор дисперсии пурпурного пигмента.

(Приготовление дисперсии желтого пигмента)

Смешивали 10 частей пигмента (C.I. Pigment Yellow 74), 20 частей водного раствора сополимера стирол-акриловая кислота с кислотным числом 200 и средневесовой молекулярной массой 10000 и нейтрализованного водным раствором 10 мас.% гидроксида натрия, 70 частей очищенной ионным обменом воды с последующим диспергированием в течение 3 часов с помощью вертикальной песочной мельницы периодического действия. Получаемый раствор дисперсии центрифугировали для удаления крупных частиц, затем фильтровали под давлением через микрофильтр с размером пор 3,0 мкм (поставляемый фирмой Fuji Photo Film Co., Ltd.) с получением типа диспергируемого смолой желтого пигмента. Далее, добавляли воду к полученному таким образом типу диспергируемого смолой голубому пигменту для получения раствора дисперсии с концентрацией пигмента 10 мас.%. В результате получали раствор дисперсии желтого пигмента.

(Приготовление реакционной жидкости)

Для приготовления реакционных жидкостей компоненты, приведенные ниже, смешивали и тщательно перемешивали с последующей фильтрацией под давлением через микрофильтр с размером пор 0,2 мкм (поставляемый фирмой Fuji Photo Film Co., Ltd.).

Нитрат магния (гексагидрат)15,0 мас.%Триметилолпропан25,0 мас.%ACETYLENOL E-1001,0 мас.%(аддукт ацетилегликоля и оксида этилена; поставляемый
фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)Чистая водапо балансу

[Оценка водорастворимого органического растворителя в качестве благоприятной среды/неблагоприятной среды]

Проводили следующий эксперимент, для того чтобы отобрать водорастворимый органический растворитель, действующий как благоприятная среда или неблагоприятная среда для пигмента, содержащегося в вышеприведенном растворе дисперсии пигмента. Сначала, растворы дисперсии вышеприведенных соответствующих цветных пигментов, имеющие содержание твердого 10 мас.%, использовали для приготовления водных растворов. Эти водные растворы и соответствующие водорастворимые органические растворители использовали для приготовления оценочного раствора дисперсии A и оценочного водного раствора дисперсии B для оценки благоприятной среды/неблагоприятной среды согласно следующему соотношению компонентов в смеси.

Оценочный раствор дисперсии A

• каждого раствора дисперсии цветного пигмента с содержанием твердого 10 мас.% - 50 частей

• каждого водорастворимого органического растворителя, приведенного в таблице 1 - 50 частей

Оценочный водный раствор дисперсии B

• каждого раствора дисперсии цветного пигмента с содержанием твердого 10 мас.% - 50 частей

• чистой воды - 50 частей

Далее, 10 г раствора дисперсии A для оценки благоприятной среды/неблагоприятной среды, который приготавливали, как описано выше, помещали в бутылку для отбора проб из прозрачного стекла с крышкой и бутылку закрывали крышкой. После этого, ее содержание тщательно перемешивали и оставляли отстояться в течение 48 часов в термостате при 60°C. После этого, раствор дисперсии, вынутый из 60°C термостата, использовали в качестве образца для измерения и измеряли средний размер частицы пигмента в растворе дисперсии пигмента с помощью волоконно-оптического анализатора крупности частиц (торговая марка: FPAR-1000; производимого фирмой Otsuka Electronics Co., Ltd.). Полученное значение использовали для оценки среднего размера частицы пигмента в растворе дисперсии A (средний размер частицы пигмента, измеренный без разбавления). Между тем, водный раствор дисперсии B для оценки не хранили при нагревании и средний размер частицы пигмента в этой дисперсии измеряли с помощью волоконно-оптического анализатора крупности частиц. Затем, что касается средних размеров частиц в оценочном растворе дисперсии A и в оценочном водном растворе дисперсии B, то, когда средний размер частицы в растворе дисперсии A был больше, чем средний размер частицы в водном растворе дисперсии B, водорастворимый органический растворитель оценивали как неблагоприятную среду, и когда средний размер частицы в растворе дисперсии A был равным или меньшим, чем средний размер частицы в водном растворе дисперсии B, водорастворимый органический растворитель оценивали как благоприятную среду.

[Измерение величины Ka водорастворимого органического растворителя]

Сначала, для измерения величины Ka каждого водорастворимого органического растворителя, готовили водный раствор красителя с концентрацией красителя 0,5 мас.%, имеющий состав, приведенный ниже. Такой водный раствор красителя использовали, для того чтобы окрасить бесцветный прозрачный образец, чтобы сделать его видимым, так чтобы можно было легко измерить величину Ka.

• водорастворимый краситель C.I. Пигмент синий 199 - 0,5 частей

• чистая вода - 99,5 частей

Далее, используя этот водный 0,5 мас.% раствор красителя и каждый водорастворимый органический растворитель, который будет измеряться, готовили каждый из водных 20%-ных растворов окрашенных водорастворимых органических растворителей, имеющих состав, приведенный ниже.

• вышеприведенный водный 0,5 мас.% раствор красителя - 80 частей

• водорастворимый органический растворитель, приведенный в таблице 1 - 20 частей

Используя в качестве образца для измерения водный 20 мас.% раствор каждого окрашенного водорастворимого органического растворителя, приготовленного, как описано выше, измеряли величину Ka водного 20 мас.% раствора каждого водорастворимого органического растворителя методом Бристоу, используя измеритель динамической проницаемости (торговая марка: Dynamic Permeability Tester S; производимый фирмой Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.).

[Результаты оценки и измерения]

Что касается водорастворимых органических растворителей, используемых в чернилах, измеренных, как описано выше, то результаты оценки того, были ли они благоприятными средами или неблагоприятными средами для растворов дисперсий черного пигмента, голубого пигмента, пурпурного пигмента и желтого пигмента, и результаты измерения величины Ka в водном 20%-ном растворе каждого водорастворимого органического растворителя приведены в таблице 1. Кроме того, символы "0" и "X" в таблице означают благоприятную среду и неблагоприятную среду соответственно.

Таблица 1Водорастворимые органические растворителиВодонерастворимые красящие веществаВеличина Ка 20%-ного раствора водорас-
творимого органи-ческого растворителяДисперсия черно-го пигментаДисперсия голу-бого пигментаДисперсия пурпур-ного пигментаДисперсия желто-го пигментамл/м²/мсек^1/2Глицерин00000,13Триметилолпропан00000,19Полиэтиленгликоль 600ХХХХ0,17

(Приготовление чернил)

Примеры 1 - 5

Для приготовления водных чернил примеров 1 - 5 компоненты, приведенные ниже в таблицах 2 - 6, смешивали и тщательно перемешивали, с последующей фильтраций под давлением через микрофильтр с размером пор 3,0 мкм (поставляемый фирмой Fuji Photo Film Co., Ltd.). В связи с этим, "значение B/A " в таблицах является отношением B/A, где A обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от массы каждых водных чернил, B обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от массы каждых водных чернил.

Таблица 2Пример 1 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента--50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин14,013,05,05,0Полиэтиленгликоль 6007,07,015,015,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A0,500,543,003,00(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 3Пример 2 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента--50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин7,010,010,010,0Полиэтиленгликоль 60013,010,012,09,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A1,861,001,200,90(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 4Пример 3 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента--50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин10,010,010,012,0Полиэтиленгликоль 60010,09,012,08,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A1,000,901,200,67(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 5Пример 4 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента --50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин10,010,010,012,0Полиэтиленгликоль 60010,09,012,09,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A1,000,901,200,75(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 6Пример 5 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента 50,0---Дисперсия голубого пигмента -50,0--Дисперсия пурпурного пигмента --50,0-Дисперсия желтого пигмента ---50,0Глицерин11,010,011,010,0Полиэтиленгликоль 6009,09,012,012,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A0,820,901,091,20(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

[Сравнительные примеры 1 - 3 и контрольный пример 1]

Для приготовления чернил сравнительных примеров 1 - 3 и контрольного примера компоненты, приведенные ниже в таблицах 7 - 10, смешивали и тщательно перемешивали, с последующей фильтраций под давлением через микрофильтр с размером пор 3,0 мкм (поставляемый фирмой Fuji Photo Film Co., Ltd.). В связи с этим, "значение B/A " в таблицах является отношением B/A, где A обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от массы каждых водных чернил, B обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от массы каждых водных чернил.

Таблица 7Сравнительный пример 1 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента --50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин16,016,016,016,0Полиэтиленгликоль 6004,05,05,06,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A0,250,310,310,38(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 8Сравнительный пример 2 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента--50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин5,05,05,03,0Полиэтиленгликоль 60016,016,017,018,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A3,203,203,406,00(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 9Сравнительный пример 3 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента--50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин9,08,0--Триметилолпропан5,05,05,05,0Полиэтиленгликоль 6007,07,015,015,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A0,500,543,003,00(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

Таблица 10Контрольный пример 1 Черные чернилаГолубые чернилаПурпурные чернилаЖелтые чернилаДисперсия черного пигмента50,0---Дисперсия голубого пигмента-50,0--Дисперсия пурпурного пигмента--50,0-Дисперсия желтого пигмента---50,0Глицерин10,010,016,012,0Полиэтиленгликоль 60010,09,05,08,0ACETYLENOL E-100(*)0,10,10,10,1Чистая водапо балансупо балансупо балансупо балансуЗначение B/A1,000,900,310,67(*): аддукт ацетиленгликоля с оксидом этилена (поверхностно-активное вещество, поставляемое фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)

(Оценка 1: Плотность изображения)

Были получены распечатки с использованием соответствующих чернил примеров 1 - 5, сравнительных примеров 1 - 3 и контрольного примера 1, приготовленных как описано выше. В связи с этим, для получения распечаток использовали модифицированный вариант струйного регистрирующего прибора PIXUS 850i (производимого фирмой CANON INC.), имеющего мультирегистрирующую головку с дискретным типом выброса струи, в которой тепловая энергия подводится к чернилам в соответствие с регистрирующими сигналами для выброса чернил. Конкретно говоря, для получения распечаток на регистрирующих средах, приведенных ниже, были сформированы участки сплошного изображения 2 см x 2 см. Распечатки хранили в течение дня и затем измеряли плотность печати участков сплошного изображения. Для измерения плотности изображения использовали денситометр для измерений в отраженном свете (торговая марка: MACBETH RD-918; производимый фирмой Macbeth). Критерии оценки плотности изображения приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 11.

Что касается драйвера принтера, то был выбран режим по умолчанию. Установки условий по умолчанию показаны ниже.

Тип бумаги: Обычная бумага.

Качество печати: Стандартное.

Контроль цветов: Автоматический.

В качестве регистрирующих сред использовали следующие листы для печати.

PPC sheet PB Paper (поставляемая фирмой CANON INC.).

PPC sheet SC250C (поставляемая фирмой CANON INC.).

PPC sheet 4200 (поставляемая фирмой Xerox Corp.).

High-white sheet SW-101 (поставляемая фирмой CANON INC.).

PPC sheet 4024 (поставляемая фирмой Xerox Corp.).

(Критерии оценки)

A: Достигается достаточная плотность изображения на всех типах листов бумаги или на некоторых типах листов бумаги не достигается достаточная плотность изображения, но проблем при практическом применении не возникает.

В: Достаточная плотность изображения не достигается на некоторых типах листов бумаги

C: Достаточная плотность изображения не достигается на всех типах листов бумаги.

[Оценка 2: Стойкость при хранении]

Каждые из чернил примеров 1 - 5, сравнительных примеров 1 - 3 и контрольного примера 1 помещали в короткую бутылку, которую затем герметически закрывали и хранили в течение 2 недель в термостате при 60°C. Затем исследовали состояние чернил. Критерии оценки стойкости при хранении приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 11.

(Критерии оценки)

A: Пигмент однородно и стабильно диспергируется в чернилах.

В: Пигмент превратился в гель, или верхняя часть чернил стала прозрачной, или чернила явно загустели.

[Оценка 3: Цветовой баланс]

Были получены распечатки с использованием соответствующих чернил примеров 1 - 5, сравнительных примеров 1 - 3 и контрольного примера 1, приготовленных как описано выше. В связи с этим, для получения распечаток применяли такой же модифицированный вариант струйного регистрирующего прибора PIXUS 850i (производимого фирмой CANON INC.), как и в случае оценки 1. Конкретно говоря, для получения распечаток на регистрирующих средах PPC sheet PB Paper (поставляемых фирмой CANON INC.) были сформированы участки сплошного изображения 2 см x 2 см с изменяющейся градаций цветов. Полученные распечатки хранили в течение дня и затем визуально оценивали их цветовой баланс. Критерии оценки цветового баланса приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 11.

(Критерии оценки)

A: Цветовой баланс хороший.

B: В цветовом балансе кое-что потеряно.

C: Цветовой баланс искажен.

Таблица 11 Плотность изображенияСтойкость при храненииЦветовой балансBkCMYBkCMYПример1ААААААААВ2ААААААААВ3ААААААААВ4ААААААААА5АААААААААСравнительный пример1ВВВВААААА2ААААССССВ3ВВВВААААВКонтрольный пример1ААВАААААС

Bk: черные чернила, C: голубые чернила, М: пурпурные чернила, Y: желтые чернила

В связи с этим, было проведено контрольное испытание, используя распечатки, полученные в примерах 4 и 5. В результате, на основе полученных оценок был сделан вывод, что цветовой баланс распечатки, полученной в примере 5, значительно выше по качеству, чем в случае распечатки, полученной в примере 4.

[Оценка 4: Плотность изображения в двухжидкостной системе]

Были получены распечатки с использованием чернил, описанных в примере 1 и контрольном примере 1, и реакционной жидкости. В связи с этим, при получении распечаток использовали модифицированный прибор струйного регистрирующего прибора BJS700 (производимый фирмой CANON INC.), имеющий мультирегистрирующую головку с дискретным типом выброса струи, в которой тепловая энергия подводится к чернилам в соответствие с регистрирующими сигналами для выброса чернил, который был модифицирован так, что имел механизм для нанесения реакционной жидкости на регистрирующую среду с помощью валика, наносящего покрытие, как показано на фиг.1. В частности, реакционную жидкость наносили на регистрирующую среду, приведенную ниже, и, после того, как реакционная жидкость фиксировалась на регистрирующей среде, на ней с помощью каждых из чернил формировали участки сплошного изображения размером 2 см x 2 см. В связи с этим, скорость валика и давление валика в зоне контакта с регистрирующей средой корректировались так, чтобы ее наносимое количество составляло 2,4 г/м². Распечатки хранили в течение дня и затем измеряли плотность изображения. Для измерения плотности печати использовали денситометр для измерений в отраженном свете (торговая марка: MACBETH RD-918; производимый фирмой Macbeth). Критерии оценки плотности изображения приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 12.

Что касается драйвера принтера, то был выбран режим по умолчанию. Установки условий по умолчанию показаны ниже.

Тип бумаги: Обычная бумага.

Качество печати: Стандартное.

Контроль цветов: Автоматический.

В качестве регистрирующих сред использовали следующие листы обычной бумаги.

PPC sheet PB Paper (поставляемая фирмой CANON INC.).

PPC sheet SC250C (поставляемая фирмой CANON INC.).

PPC sheet 4200 (поставляемая фирмой Xerox Corp.).

High-white sheet SW-101 (поставляемая фирмой CANON INC.).

PPC sheet 4024 (поставляемая фирмой Xerox Corp.).

(Критерии оценки)

A: Достигается достаточная плотность изображения на всех типах листов бумаги или на некоторых типах листов бумаги не достигается достаточная плотность изображения, но проблем при практическом применении не возникает.

В: Достаточная плотность изображения не достигается на некоторых типах листов бумаги

C: Достаточная плотность изображения не достигается на всех типах листов бумаги.

Кроме того, с использованием чернил, описанных в примере 1 и в сравнительном примере 1 реакционной жидкости, были получены распечатки, в которых формировались участки сплошного изображения размером 2 см x 2 см с изменяющейся градацией цветов, на регистрирующей среде PPC sheet PB Paper (поставляется фирмой CANON INC.), предварительно покрытой реакционной жидкостью. В связи с этим, регистрирующий прибор и условия нанесения покрытия из реакционной жидкости были такими же, как и в упомянутом выше случае. Полученные распечатки хранили в течение дня и затем визуально оценивали их цветовой баланс. Критерии оценки цветового баланса приведены ниже. Результаты оценки приведены в таблице 12.

(Критерии оценки)

A: Цветовой баланс хороший.

B: В цветовом балансе кое-что потеряно.

C: Цветовой баланс искажен.

Таблица 12 Плотность изображенияЦветовой балансЧерноеГолубоеПурпурноеЖелтоеПример 1ААААВКонтрольный пример 1ААСАС

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки Japanese Patent Application No. 2004-190495, выданной 28 июня 2004 года, и заявки Japanese Patent Application No. 2004-190551, выданной 28 июня 2004 года, содержание которых приводится здесь путем соответствующих ссылок на них.

Изобретение относится к набору чернил для струйной печати. Описывается набор чернил из четырех типов водных чернил, содержащий голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и черные чернила, в котором каждые чернила включают воду, водонерастворимое красящее вещество и несколько водорастворимых органических растворителей, являющихся благоприятной средой или благоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества и неблагоприятной средой или неблагоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества, в которых: для чернил каждого цвета отношение В/А составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где А обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы голубых чернил, В обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы голубых чернил, водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ка среди соответствующих значений Ка для нескольких водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой. Чернила предложенного набора чернил имеют достаточно высокую степень покрытия поверхности даже при небольшом количестве капель чернил, могут формировать изображения с высокой плотностью и, кроме того, обладают повышенной стойкостью при хранении. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил., 12 табл.

1. Набор чернил из четырех типов водных чернил, содержащий голубые чернила, пурпурные чернила, желтые чернила и черные чернила, в котором каждые чернила включают, по меньшей мере, воду, водонерастворимое красящее вещество, и несколько водорастворимых органических растворителей, являющихся благоприятной средой или благоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества и неблагоприятной средой или неблагоприятными средами для водонерастворимого красящего вещества, в которых:

для голубых чернил отношение В₁/А₁ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где Ai обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы голубых чернил, и B₁ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы голубых чернил, и

водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ка среди соответствующих значений Ка для нескольких водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой,

для пурпурных чернил отношение В₂/А₂ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где А₂ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы пурпурных чернил, и В₂ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы пурпурных чернил, и

водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ка среди соответствующих значений Ка для нескольких водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой,

для желтых чернил отношение В₃/А₃ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где A₃ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы желтых чернил, и В₃ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы желтых чернил, и

водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ка среди соответствующих значений Ка для нескольких водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой,

для черных чернил отношение В₄/А₄ составляет от 0,5 или более до 3,0 или менее, где А₄ обозначает суммарное содержание (мас.%) благоприятной среды от суммарной массы черных чернил, и В₄ обозначает суммарное содержание (мас.%) неблагоприятной среды от суммарной массы черных чернил, и

водорастворимый органический растворитель, который проявляет максимальное значение для Ка среди соответствующих значений Ка для нескольких водорастворимых органических растворителей, определяемых методом Бристоу, является неблагоприятной средой.

0,6≤(B₁/A₁)/(B/A)<1,8 (I).

0,6≤(В₂/А₂)/(В/А)<1,8 (II).

0,6≤(В₃/А₃)/(В/А)<1,8 (III).

(i) стадию нанесения на регистрирующую среду реакционной жидкости, способной нарушать состояние стабильности дисперсии водонерастворимого красящего вещества в водных чернилах, входящих в набор чернил; и

(ii) стадию нанесения водных чернил, входящих в набор чернил, на регистрирующую среду, на которой реакционная жидкость уже была зафиксирована, в котором реакционная жидкость содержит ион поливалентного металла в количестве от 0,01 мас.% или более до 10 мас.% или менее от суммарной массы реакционной жидкости.

для формирования изображения осуществляется сканирование для нанесения черных чернил для формирования изображения, и затем осуществляется сканирование для нанесения, по меньшей мере, цветных чернил одного цвета на область, непосредственно примыкающую к тому изображению.