墨罐、噴墨記錄方法及墨罐的再生方法

2023-06-13 14:39:46 4

專利名稱:墨罐、噴墨記錄方法及墨罐的再生方法
技術領域：
本發明涉及一種墨罐和所述墨罐的再生方法，該墨罐考慮了水性墨水與為了供給水性墨水而保持水性墨水的墨罐(帶記錄頭的墨罐也包括在內)的相關關係，特別是涉及用於噴墨記錄方法中的墨罐、以及所述墨罐的再生方法。
背景技術：
噴墨記錄方法是在普通紙和光澤介質等記錄介質上施加小墨滴形成圖像的記錄方法，隨著其價格低廉化、記錄速度的提高，迅速地得到普及。另外，伴隨著其記錄物的圖像質量不斷提高以及數位相機的迅速普及，要求噴墨印表機輸出與滷化銀照片同等的記錄物。
作為通過噴墨記錄方法所得到的記錄物與滷化銀照片相匹敵的必要條件之一，可舉出記錄物的高的堅牢性。現有的噴墨記錄物與滷化銀照片相比，其堅牢性低。因此，記錄物被長時間曝露於光、溼度、熱、空氣中存在的環境氣體等中的時候，記錄物上的色料劣化，容易產生圖像的色調變化或褪色，即，存在堅牢性低的問題。為了解決如上所述的課題，一直以來進行了大量的研究。
例如，提出了通過使用具有蒽吡啶酮結構的色料，使堅牢性提高的方案(例如，參閱日本專利特開2002-332419號公報和特開2003-192930號公報)。
另外，近年來，普通用戶使用補充套裝(refill kit)，其對容納於墨罐中的墨水被使用而處於墨水用完的狀態的墨罐再填充墨水。作為近年來對環境問題的對策，已知將墨水的消耗狀態記錄在存儲器等信息記憶部件中的方法、或記錄在墨罐自身中的方法(參閱例如日本特公平5-19467號公報和日本特開2004-9716號公報)，也進行用完墨水後的墨罐的再利用。

發明內容通常，墨水被容納在安裝於記錄頭上的墨罐中、或噴嘴所連接的墨罐中而使用。並且，目前，墨水的特性是只考慮作為墨水的性能來設計的。
本發明人們發現，在設計成例如圖像堅牢性等特性優異的墨水中，在用完容納於墨罐中的墨水後，產生如下所述的課題。即，越是具有優異特性的墨水，其在用完墨水後的狀態(以後，也稱為「用完」狀態)的墨罐的內部，由於墨水發揮原本應該在記錄圖像中發揮的特性，從而出現構成墨水的成分沉積於墨罐內部的現象。此外，已知再溶解該沉積物而重新利用墨罐，這對普通用戶來說是不可能的。這就是意味著，普通用戶因個人用途而非事業目的使用補充墨水時，無法再溶解產生於墨罐內部的沉積物。即，使用這樣的產生了沉積物的墨罐，難以得到滿意的噴墨性能和圖像性能。特別是在使用容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路(或負壓產生部件)的墨罐的情況下，發生以下現象。即，用完容納於墨罐中的墨水之後，微細通路(或負壓產生部件)藉助毛細力保持有墨水。因此，產生於墨罐內部的沉積物也變多，尤其成為問題。
這種情況下，對普通用戶在空的墨罐中補充墨水的行為帶來勞力和時間的浪費，以及所補充的墨水其本身產生浪費，進而，補充了無法使用的墨水的墨罐被廢棄掉，由此還帶來資源的浪費和環境汙染。特別是，誤認為補充了墨水的墨罐可以與新品同樣使用的普通用戶，將該墨罐安裝到噴墨記錄裝置中使用時，產生以下問題。即，由於存在於墨罐內部的沉積物，記錄頭在產生了墨水供給不良的狀態下工作，因此記錄頭的壽命變短的問題，進行記錄頭的抽吸恢復時，與該墨罐同時安裝在噴墨記錄裝置中的其他墨罐中所容納的墨水也進行抽吸恢復，因此，會增加墨水消耗量的問題等，這些問題會成倍地發生。
因此本發明人們著眼於在將容納了上述墨水的墨罐處於用完的狀態時不產生沉積物，即，儘量將殘留在墨罐中的墨水保持在液體狀態。這是因為，如果殘留在墨罐中的墨水為液體狀態，與該墨水不是液體狀態的情況(例如，構成墨水的水性介質蒸發了的狀態)相比，可以抑制沉積物的產生。為了儘量將墨水保持在液體狀態，可以考慮例如，在墨水的組成中，增加對容易形成沉積物的化合物的溶解度高且不揮發性大的水溶性有機溶劑的含量，從而不易產生沉積物的手段；或通過提高墨罐的密封性而使墨水中的揮發成分不易揮發的手段。
但是，即使想了這樣的辦法，在容納於墨罐中的墨水被用完後，墨罐被置於長期放置等狀態時，被確認產生沉積物。
另一方面，如果可以用一些方法對如上所述的在墨罐內部產生沉積物的墨罐進行再生，則可以再利用再生的墨罐，是優選的。並且，通過在該再生的墨罐中再填充墨水，可以提供重新作為商品的墨罐。
因此，本發明的第一目的在於提供一種容納墨水的墨罐，其可以延長噴墨記錄裝置的壽命，還可以得到優異的圖像堅牢性等圖像特性。
並且，本發明的第二目的在於提供一種墨罐的再生方法，其可以再利用由於用完墨水後進行放置等而在其內部產生沉積物的墨罐。
並且，本發明的第三目的在於提供一種使用了該墨罐的噴墨記錄方法。
上述目的通過以下本發明達成。即，本發明第一目的的墨罐，其中容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，並且，所述水性墨水還含有滿足下述條件(1)～條件(4)的化合物。
條件(1)化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
條件(2)化合物的分子結構的一部分與水溶性色料的分子結構的一部分類似。
條件(3)每1分子化合物的羧基數比每1分子水溶性色料的羧基數多。
條件(4)化合物在25℃下對pH7的純水的溶解性比水溶性色料在25℃下對pH7的純水的溶解性低。
並且，本發明第一目的的其他實施方式的墨罐，其中容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，所述水溶性色料為下述通式(I)所示化合物或其鹽，還含有下述通式(II)所示的化合物。
通式(I) (通式(I)中，R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環己基、單或二烷基氨基烷基或氰基低級烷基；Y為氯原子、羥基、氨基、單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氫原子的情況除外)。)通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)並且，本發明第一目的的其他實施方式的墨罐，其中容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，並且，所述水性墨水還含有下述通式(II)所示的化合物。
通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)並且，本發明第二目的的墨罐的再生方法，是用於再生墨罐的墨罐的再生方法，所述墨罐的容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，並且，所述水性墨水還含有下述通式(II)所示的化合物作為滿足下述條件(1)和條件(2)的化合物，所述墨罐的再生方法具有溶解工序，該工序以pH為10.0以上的水溶液溶解沉積於該墨罐內部的所述化合物。
條件(1)通式(II)所示化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
條件(2)通式(II)所示的化合物在25℃下對pH7的純水的溶解性比水溶性色料低。
通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)並且，本發明第三目的的噴墨記錄方法，其具有以噴墨方法噴出墨水的工序，其特徵在於，所述墨水為容納在上述結構的墨罐的墨水容納部中的水性墨水。
並且，本發明第三目的的噴墨記錄方法的其他實施方式，該噴墨記錄方法具有以噴墨方法噴出墨水的工序，其特徵在於，所述墨水為容納在通過上述組成的墨罐的再生方法所再生的墨罐的墨水容納部中的水性墨水。
根據本發明第一目的的第一發明，可以提供容納墨水的墨罐，其可以延長噴墨記錄裝置的壽命，還可以得到優異的圖像堅牢性等圖像特性。並且，根據本發明第二目的的第二發明，可以提供墨罐的再生方法，該方法可以再利用由於用完墨水後放置等而在其內部產生沉積物的墨罐。並且，根據本發明第三目的的第三發明，可以提供使用了該墨罐的噴墨記錄方法。
圖1是在墨水容納部的一部分中具有作為負壓產生機構的吸收體部件，且搭載有具有存儲功能的晶片的墨罐的概略說明圖。
圖2是表示在墨水容納部整體中具有作為負壓產生機構的吸收體部件的墨罐的內部結構的圖。
圖3是連接有噴嘴的墨罐的外觀立體圖。
圖4是記錄裝置的立體圖。
圖5是記錄裝置的機構部的立體圖。
圖6是記錄裝置的剖面圖。
圖7是表示在記錄頭盒中安裝墨罐的狀態的立體圖。
圖8是記錄頭盒的分解立體圖。
圖9是表示記錄頭盒中的記錄元件基板的主視圖。
具體實施方式以下，舉出優選的實施方式對本發明進行更詳細地說明。
另外，在本發明中，化合物為鹽時，鹽在墨水中離解成離子存在，但方便起見，表達為「含有鹽」。
本發明可以對通常的墨罐和使用其的所有記錄發揮效果，特別是作為用於噴墨記錄方法中的墨罐時，尤其可以發揮效果，因此優選。以下，針對使用本發明的墨水作為噴墨用墨水的情況進行說明。
本發明中的所謂的「用完」狀態，包括以強大的毛細力保持殘留於墨罐內部的墨水，即使在噴墨記錄裝置等中安裝該墨罐也無法供給墨水的狀態；該墨罐處於長期放置等狀態，因此一部分墨水沉積於墨水供給路的內部等，從而實際上難以使用的狀態等。
本發明的特徵在於，墨罐通過毛細力保持水性墨水，所述毛細力是從墨罐中填充有足夠量的墨水的狀態持續到「用完」狀態的力。也就是，微細通路或負壓產生部件不管是否可以使用容納在墨罐中的墨水，一直都保持有規定量的墨水。因此，微細通路或負壓產生部件即使是墨罐無法供給墨水的狀態，即，「用完」狀態，也通過毛細力保持有規定量的墨水。
本發明的技術思想
在現有的例如圖像堅牢性等特性較低的墨水中，使用墨水的期間當然不用說，在用完墨水之後的墨罐內部也不會產生來自於水溶性色料或添加劑等成分的沉積物，即使在用完墨水的墨罐中補充墨水後再利用，墨水的供給中也不特別產生不良。
但是，將設計成例如圖像堅牢性等特性達到一定水平以上的墨水，容納在具備用完狀態下也通過毛細力保持墨水的微細通路的墨罐中進行使用時，會產生如下的問題。即，殘留有足夠容量的墨水時，該墨罐可以沒有任何問題地使用，但容納於墨罐中的墨水被用完之後，在從噴墨記錄裝置中取出該墨罐的狀態下長期放置時，在墨罐的內部產生來自於水溶性色料或添加劑等成分的沉積物。在將目前的墨水容納於上述的墨罐時不會產生該沉積物，因此這樣的沉積物的產生是從目前的狀況無法預想的。而且，沉積物大多產生於通過墨水容納部內的毛細力保持墨水的微細通路中，進而，該沉積物堅固地附著在保持墨水的微細通路。
若發生如上所述的現象，則由於沉積物堵塞微細通路，而使墨罐內部產生的負壓增大。在這樣的狀態下再填充墨水後再使用墨罐時，微細通路中保持墨水的力變大，因此記錄動作在對記錄頭供給墨水的力不足的狀態下進行。結果，產生下列問題記錄頭的壽命變短；進行記錄頭的抽吸恢復時，與該墨罐同時安裝在噴墨記錄裝置中的其他墨罐中所容納的墨水也進行抽吸恢復，因此增加墨水的消耗量。
產生上述問題的另一方面，在由於沉積物的存在而導致微細通路堵塞的部分中，產生無法得到原本需要的毛細力的情況。結果，負壓減少而導致墨水的供給變得不穩定。在墨水容納部具備結構不同的多個微細通路結構而形成的墨罐中，在該結構不同的多個微細通路結構彼此接觸的面的附近產生沉積物時，該現象尤其成為問題。即，在墨罐的微細通路結構中存在負壓的偏差是不優選的。
進而，本發明人們確認，由於所述沉積物堅固地附著在保持墨水的微細通路中，因此，普通用戶即使使用可以得到的水等清洗墨罐，也不可能再溶解該沉積物。
本發明人們對產生於墨罐內部的沉積物進行分析的結果，發現該沉積物是為了提高圖像堅牢性而添加到墨水中的化合物，即，來自於提高圖像堅牢性的化合物的物質是主成分。本發明人們詳細分析提高圖像堅牢性的化合物的結構與墨水中所含有的水溶性色料的關係，結果明確了以下4個條件。
條件(1)提高圖像堅牢性的化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
條件(2)提高圖像堅牢性的化合物的分子結構的一部分與水溶性色料的分子結構的一部分類似。
條件(3)每1分子提高圖像堅牢性的化合物的羧基數比每1分子水溶性色料的羧基數多。
條件(4)提高圖像堅牢性的化合物在25℃下對pH7的純水的溶解性比水溶性色料在25℃下對pH7的純水的溶解性低。
即，含有滿足這4個條件的化合物和水溶性色料的墨水，其圖像堅牢性非常優異，容納含有滿足這4個條件的化合物和水溶性色料的墨水的墨罐，可以達成非常高的圖像堅牢性。
不過，即使該沉積物並不是來自於為了提高圖像堅牢性而添加到墨水中的化合物的化合物時，在如下情況下，也符合本發明。即，(1)沉積物的分子量比水溶性色料的分子量小的情況、(2)沉積物的分子結構的一部分與水溶性色料的分子結構的一部分類似的情況、(3)每1分子沉積物的羧基數比每1分子水溶性色料的羧基數多的情況、(4)沉積物在25℃下對pH7的純水的溶解性比水溶性色料在25℃下對pH7的純水的溶解性低的情況。
在此，從墨水功能的觀點出發，說明上述條件(1)～條件(4)的關係。條件(1)，通過使提高圖像堅牢性的化合物的分子量比水溶性色料的分子量小，推測在使用墨水時可以抑制不良的產生。並且，條件(2)，提高圖像堅牢性的化合物的分子結構的一部分與水溶性色料的分子結構的一部分類似，從而使墨水中提高圖像堅牢性的化合物和水溶性色料的相互的親和性變高，因此互相不帶來壞影響，推測可以得到墨水的保存安定性(噴墨方法中為噴出性)良好的墨水。並且，條件(3)和條件(4)，在墨水液滴落到記錄介質上之後，通過墨水中的水分減少，或通過墨水的pH到酸性一例，使分子內羧基多的化合物、即提高圖像堅牢性的化合物優先在記錄介質的表面附近沉積存在，由此推測可以提高圖像堅牢性。總之，提高圖像堅牢性的化合物起到保護水溶性色料的作用，並可以抑制水溶性色料的分解等，因此圖像堅牢性得以提高。如上所述，條件(1)～條件(4)，在使用墨水時、或在記錄介質上形成圖像時，對圖像堅牢性的提高顯示出良好的作用。
另一方面，從墨罐功能的觀點出發，說明上述條件(1)～條件(4)的關係。在用完墨水後的墨罐的內部，由於上述條件(3)和條件(4)的關係，殘留在墨罐內部的墨水與周圍空氣接觸的機會急劇增大。結果，墨罐內部水分急劇減少，進而，殘留在墨罐內部的墨水吸收附近的二氧化碳等，從而墨水的pH達到酸性一側，提高圖像堅牢性的化合物在墨罐內部沉積。並且，通過條件(2)，提高圖像堅牢性的化合物在墨罐的內部沉積時，具有與該提高圖像堅牢性的化合物的分子結構的一部分類似的結構的水溶性色料也一併在墨罐內部沉積。進而，通過條件(4)，普通用戶即使使用可以得到的水等清洗墨罐，也難以除去該沉積物。如上所述，使用容納了具有上述特性的墨水的墨罐，難以得到充分的噴墨特性。
因此，本發明人們得到以下結論容納了具有上述關係的墨水的墨罐，最好不進行墨水的補充，最好是一次性的即只使用1次。
墨罐
本發明的墨罐的形狀可以製成例如如圖1那樣在墨水容納部的一部分中具有負壓產生機構的形態，或者如圖2那樣在墨水容納部整體中具有負壓產生機構的形態，進而，如圖3那樣具有噴出墨水的噴嘴的形態。另外，可以製成組合其雙方的結構。
圖1是在墨水容納部的一部分中具有作為負壓產生機構的吸收體部件的墨罐的概略說明圖。在圖1中，墨罐100，在上部通過大氣連通口112與大氣連通，在下部與墨水供給口連通，內部具有以隔壁138隔開容納負壓產生部件的負壓產生部件容納室134以及容納液體墨水的實際上密閉的液體容納室136的結構。負壓產生部件容納室134和液體容納室136僅通過在墨罐100底部附近形成於隔壁138的連通部140、以及液體供給動作時用於促進向液體容納室導入大氣的大氣導入路150連通。形成負壓產生部件容納室134的墨罐100的上壁上，以突出到內部的形態一體成形有多個肋，與以壓縮狀態容納於負壓產生部件容納室134中的負壓產生部件緊密接觸。通過該肋，在上壁與負壓產生部件的上表面之間形成有空氣緩衝室。另外，在具備供給口114的墨水供給筒中設置有毛細力高於負壓產生部件、且物理強度大的壓接體146，其與負壓產生部件壓接。
在負壓產生部件容納室134內，作為負壓產生部件容納有由聚乙烯等烯烴類樹脂的纖維構成的第一負壓產生部件132B和第二負壓產生部件132A這兩個毛細力產生型負壓產生部件。132C為這兩個負壓產生部件的邊界層，邊界層132C與隔壁138的交叉部分，在使連通部位於下方的液體容納容器使用時的狀態下，較大氣導入路150的上端部位於更上方。另外，容納於負壓產生部件內的墨水如墨水液面L所示那樣，較上述邊界層132C位於上方。
這裡，第一負壓產生部件132B和第二負壓產生部件132A的邊界層被壓接，負壓產生部件的邊界層附近與其他部位相比處於壓縮率高、毛細力強的狀態。即，若將第一負壓產生部件132B的毛細力記為P1、第二負壓產生部件132A的毛細力記為P2、負壓產生部件之間的界面所具有的毛細力記為PS時，P2＜P1＜PS。
本發明的墨罐中所容納的墨水中，特別是墨罐為圖1所示形態的墨罐時，在第一負壓產生部件132B和第二負壓產生部件132A的邊界層132C的附近產生沉積物時，負壓產生部件的負壓變小，墨水的供給變得不穩定。
圖2是在墨水容納部整體中具有作為負壓產生機構的吸收體部件的墨罐的概略說明圖。圖2所示形態的墨罐，在其內部幾乎全部配置作為負壓產生機構的海綿等吸收體部件(以網線表示的部件)T22，且通過在吸收體部件中保持供給到記錄頭的墨水而容納墨水。墨罐筐體的上端設有大氣連通口T23，下部設有向記錄頭供給墨水的墨水供給口T24。
圖3是連接有噴嘴的墨罐的外觀立體圖。圖3所示形態的墨罐具備墨水容納部T31和噴出墨水的噴嘴T32。
本發明的墨罐還可以具有判斷用完狀態的信息，此時，安裝該墨罐的噴墨記錄裝置可以具有基於用完狀態的墨罐的信息而不進行記錄的禁止模式。
水性墨水
本發明人們已清楚具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路而形成的墨罐，在容納特定的水性墨水時，在通常的使用狀態下可以得到良好的噴墨性能，通過添加提高圖像堅牢性的化合物，提高圖像堅牢性，但用完墨水之後，在墨罐的內部、特別是微細通路中產生沉積物，微細通路被堵塞。
所述特定的水性墨水是指含有水以及作為水溶性色料的下述通式(I)所示化合物或其鹽、並且含有滿足下述條件(1)～條件(4)的化合物的墨水。
條件(1)提高圖像堅牢性的化合物的分子量比水溶性色料的分子量小。
條件(2)提高圖像堅牢性的化合物的分子結構的一部分與水溶性色料的分子結構的一部分類似。
條件(3)每1分子提高圖像堅牢性的化合物的羧基數比每1分子水溶性色料的羧基數多。
條件(4)提高圖像堅牢性的化合物在25℃下對pH7的純水的溶解性比水溶性色料在25℃下對pH7的純水的溶解性低。
通式(I)
(通式(I)中，R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環己基、單或二烷基氨基烷基或氰基低級烷基；Y為氯原子、羥基、氨基、單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氫原子的情況除外)。)通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)可以認為，產生於墨罐內部的沉積物堵塞微細通路的現象是由於在用完容納於墨罐中的墨水之後，在墨罐內部發生如下所述的現象而產生的。殘留於墨罐內部的墨水所包含的水分非常快地減少，或空氣中的二氧化碳溶解於墨水中，因此殘留於墨罐內部的墨水的pH達到酸性一側等，從而導致分子內大量具有羧基的通式(II)所示化合物優先沉積在墨罐內部。
為了驗證pH的影響所帶來的沉積性，針對通式(I)所示化合物或其鹽以及通式(II)所示化合物，比較25℃下對pH7的純水的溶解性，結果可知通式(II)所示化合物與通式(I)所示化合物或其鹽相比，溶解性低。從這一事實也可以證實通式(II)所示化合物沉積性高。
進一步，通式(II)所示化合物的分子結構的多個部位與通式(I)所示化合物或其鹽的分子結構的一部分類似。結果可以推測，混合存在通式(I)所示化合物或其鹽以及通式(II)所示化合物雙方的墨水在墨罐內部以某種程度存在時，墨水中通式(I)所示化合物或其鹽以及通式(II)所示化合物的相互的親和性變高，因此雙方不帶來壞影響，可以得到噴墨適應性良好的墨水。
因此可知，通式(I)所示化合物或其鹽以及通式(II)所示化合物的關係滿足本發明的水溶性色料與提高圖像堅牢性的化合物之間的關係即上述條件(1)～條件(4)。因此，容納了含有通式(I)所示化合物或其鹽以及通式(II)所示化合物的墨水的墨罐通常需要製成一次性即只使用1次。
(色料)〔通式(I)所示化合物或其鹽〕本發明的水性墨水(以下，簡稱為「墨水」)，優選含有下述通式(I)所示化合物或其鹽作為水溶性色料。
通式(I) (通式(I)中，R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環己基、單或二烷基氨基烷基或氰基低級烷基；Y為氯原子、羥基、氨基、單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氫原子的情況除外)。)下述例示化合物1～7為上述通式(I)所示化合物或其鹽的優選的例示化合物。當然，本發明並不限於以下化合物。另外，在下述例示化合物中，助溶基團都以H型記載，但也可以形成鹽。
上述例示化合物中，特別優選使用作為例示化合物6的鈉鹽的下述例示化合物A。
例示化合物A 通式(I)所示化合物或其鹽的含量，優選相對於墨水總質量為0.1質量％以上10.0質量％以下。含量不足0.1質量％時，存在無法得到充分的圖像濃度的情況，含量超過10.0質量％時，存在無法得到噴出墨水的記錄頭的噴嘴部的粘著恢復性等、無法得到良好的噴墨特性的情況。其中，為了達到高的圖像濃度，含量優選為3.0質量％以上10.0質量％以下，進一步，為了達到更高的圖像濃度，含量優選為4.5質量％以上10.0質量％以下。
另外，近年來，為了由噴墨記錄方法得到的圖像達到與滷化銀照片相媲美的圖像品質，可以使用色料濃度低的墨水、所謂的淺色墨水。將本發明的墨水用作淺色墨水時，通式(I)所示化合物或其鹽的含量，優選相對於墨水總質量為0.1質量％以上3.0質量％以下，進一步，在製成記錄物的顆粒性優異的墨水的情況下，含量更優選為0.1質量％以上2.5質量％以下。
通式(I)所示化合物或其鹽可以單獨使用，另外，也可以多個組合使用。進一步，在本發明中，可以將通式(I)所示化合物或其鹽作為色料單獨使用，另外，為了調整色調等，也可以與其它色料組合使用。而且，通式(I)所示化合物或其鹽與其它色料組合使用時，色料相對於墨水總質量的含量的比例，優選為通式(I)所示化合物或其鹽的含量以及其它色料的含量為1.0∶10.0～10.0∶1.0的範圍。
〔其它色料〕
在本發明中，除了上述化合物之外，也可以使用上述以外的色料作為調色用的色料。
另外，為了形成全色圖像等，也可以組合使用例如黑色墨水、青色墨水、黃色墨水等具有與本發明的墨水不同的色調的墨水。另外，也可以組合使用具有與這些墨水相同的色調且色料濃度低的、所謂的淺色墨水。這些具有其它色調的墨水或淺色墨水的色料可以是公知的色料，也可以使用新合成的色料。
另外，在墨水中，與通式(I)所示化合物或其鹽一起還含有調色用的色料時，通式(I)所示化合物或其鹽與調色用的色料的含量的總量(質量％)，優選相對於墨水總質量為0.1質量％以上10.0質量％以下。與單獨使用通式(I)所示化合物或其鹽的情況相同，含量不足0.1質量％時，存在無法得到充分的圖像濃度的情況，含量超過10.0質量％時，存在無法得到噴出墨水的記錄頭的噴嘴部的粘著恢復性等、無法得到良好的噴墨特性的情況。在含有調色用色料的深色墨水和淺色墨水中色料的總含量也與不進行調色的情況相同。
以下，對於調色用色料、以及與本發明的墨水一起使用的其它墨水中所使用的色料的具體例子，按色調分別表示。當然，本發明並不限於這些。
C.I.直接黃8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、173等C.I.酸性黃1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99等C.I.顏料黃1、2、3、12、13、14、15、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、114、128、138、180等[品紅色色料]
C.I.直接紅2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230等C.I.酸性紅6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、92、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265、289等C.I.食品紅87、92、94等C.I.直接紫107等C.I.顏料紅2、5、7、12、48:2、48:4、57:1、112、122、123、168、184、202等[青色色料]C.I.直接藍1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226、307等C.I.酸性藍1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、112、117、127、138、158、161、203、204、221、244等C.I.顏料藍1、2、3、15、15:2、15:3、15:4、16、22、60等[橙色色料]C.I.酸性橙7、8、10、12、24、33、56、67、74、88、94、116、142等C.I.酸性紅111、114、266、374等C.I.直接橙26、29、34、39、57、102、118等C.I.食品橙3等C.I.活性橙1、4、5、7、12、13、14、15、16、20、29、30、84、107等C.I.分散橙1、3、11、13、20、25、29、30、31、32、47、55、56等C.I.顏料橙43等C.I.顏料紅122、170、177、194、209、224等[綠色色料]C.I.酸性綠1、3、5、6、9、12、15、16、19、21、25、28、81、84等C.I.直接綠26、59、67等C.I.食品綠3等C.I.活性綠5、6、12、19、21等C.I.分散綠6、9等C.I.顏料綠7、36等[藍色色料]C.I.酸性藍62、80、83、90、104、112、113、142、203、204、221、244等C.I.活性藍49等C.I.酸性紫17、19、48、49、54、129等C.I.直接紫9、35、47、51、66、93、95、99等C.I.活性紫1、2、4、5、6、8、9、22、34、36等C.I.分散紫1、4、8、23、26、28、31、33、35、38、48、56等C.I.顏料藍15:6等C.I.顏料紫19、23、37等[黑色色料]C.I.直接黑17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168、195等C.I.酸性黑2、48、51、52、110、115、156等C.I.食品黑1、2等炭黑等本發明人們已知，使用具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路的墨罐時，水性墨水中所含有的水溶性色料不是上述通式(I)所示化合物或其鹽而是其他水溶性色料時，只要是具有水和下述化合物的墨水，就可以在通常使用狀態下得到良好的噴墨性能，該化合物的分子量較之上述水溶性色料相對較小、在25℃、pH7的純水中的溶解性較之上述水溶性色料相對較低、且分子結構為上述通式(II)，通過上述通式(II)所示化合物的添加效果，圖像堅牢性提高，但是墨罐在用完狀態之後，墨水容納部內的微細通路被堵塞。因此，考慮上述事情時，重要的是這樣的墨罐也是一次性的。
(通式(II)所示化合物)本發明的墨水優選含有下述通式(II)所示化合物或其鹽。
通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)本發明中，通式(II)所示化合物顯示出作為用於提高圖像堅牢性的化合物的作用。從提高圖像堅牢性的觀點出發，優選通式(II)所示化合物存在於記錄介質的表面附近。如上所述，墨水落到記錄介質上之後，墨水中的水分減少、或者墨水的pH達到酸性一側，分子內羧基多的化合物即提高圖像堅牢性的化合物優先在記錄介質的表面附近沉積存在，由此推測可以提高圖像堅牢性。因此，特別優選通式(II)所示化合物為在其分子結構中的兩端的苯基上各取代有1個共2個羧基的結構。而且，前述那樣，通式(II)所示化合物的每1分子的羧基數為2個時，有必要通式(I)所示化合物或其鹽的每1分子的羧基數為1個以下。
進一步，通式(II)所示化合物優選以鹼金屬鹽的形態使用。另外，從墨水的噴出穩定性與墨水中化合物的溶解性之間的平衡的觀點出發，更優選所述鹼金屬為鈉。作為通式(II)所示化合物的優選的具體例子，可舉出例如下述例示化合物B。
例示化合物B 通式(II)所示化合物在分子內具有羧基，因此墨水的pH為強酸性時，對墨水的溶解性降低，因此墨水pH優選調整到可以穩定地溶解通式(II)所示化合物的範圍。另一方面，考慮到構成噴墨記錄裝置的部件的耐墨水性時，墨水的pH為強鹼性時，有時會產生不良。因此，為了如噴墨記錄方法中所用的墨罐那樣，在需要長期保存的情況下，通式(II)所示化合物也不會在用完墨水之前沉積於墨罐內部並得到優異的列印性能，優選墨水在25℃下的pH為4.0以上10.5以下，並且，通式(II)所示化合物相對於墨水總質量的含量(質量％)為0.02質量％以上2.1質量％以下。
(通式(I)所示化合物或其鹽、以及通式(II)所示化合物的驗證方法)在本發明中使用的通式(I)所示化合物或其鹽、以及通式(II)所示化合物的驗證中，適用採用高效液相色譜法(HPLC)的下述(1)～(3)的驗證方法。
(1)峰的保留時間(2)(1)的峰的最大吸收波長(3)(1)的峰的質譜的M/Z(posi、nega)高效液相色譜法的分析條件如下所示。對用純水稀釋成約1000倍的墨水溶液，以下述條件進行高效液相色譜分析，測定峰的保留時間(retention time)和峰的最大吸收波長。
·柱Symmetry C18 2.1mm×150mm·柱溫度40℃·流速0.2ml/min·PDA210nm～700nm·流動相和梯度條件表1表1
另外，質譜的分析條件如下所示。對於所得到的峰，在下述條件下測定質譜，分別對posi、nega測定所檢測出最強的M/Z。
·離子化法·ESI 毛細管電壓 3.5kV去溶劑氣體 300℃離子源溫度 120℃·檢測器posi 40V 200-1500amu/0.9secnega 40V 200-1500amu/0.9sec例如，對上述例示化合物A和上述例示化合物B的化合物的保留時間、最大吸收波長、M/Z(posi)、M/Z(nega)的值在表2中示出。可判斷出在符合表2所示的值的情況下，符合本發明中使用的化合物。
表2
(水性介質)本發明的墨罐中所使用的水性墨水可以使用水性介質，如水、或水與各種水溶性有機溶劑的混合溶劑。
水溶性有機溶劑只要是水溶性的就沒有特別限制，可以列舉出乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇等碳原子數為1～4的烷基醇類；N，N-二甲基甲醯胺或N，N-二甲基乙醯胺等羧酸醯胺；丙酮、甲乙酮、2-甲基-2-羥基戊烷-4-酮等酮；或者酮醇；四氫呋喃、二氧雜環己烷等環狀醚類；甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1，2-或1，3-丙二醇、1，2-或1，4-丁二醇、聚乙二醇、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-己二醇、1，6-己二醇、乙二硫醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，2，6-己三醇、乙炔二醇衍生物、三羥甲基丙烷等多元醇類；乙二醇單甲基(或乙基)醚、二乙二醇單甲基(或乙基)醚、三乙二醇單乙基(或丁基)醚等多元醇的烷基醚類；2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基嗎啉等雜環類；二甲亞碸等含硫化合物；尿素以及尿素衍生物等。上述水溶性有機溶劑可以單獨使用，或者也可以作為混合物使用。
這些水溶性有機溶劑的含量相對於墨水總質量優選為5質量％～90質量％，更優選為10質量％～50質量％。這是因為含量比該範圍少時，在作為噴墨用而使用的情況下，存在噴出性等的可靠性惡化的情況，含量比該範圍多時，墨水的粘度上升，從而出現墨水的供給不良。
另外，水優選使用去離子水(離子交換水)。水的含量，優選相對於墨水總質量為10質量％～90質量％。
(其它添加劑)另外，在本發明中，還可以根據需要含有表面活性劑、pH調節劑、防鏽劑、防腐劑、防黴劑、螯合劑、防鏽劑、紫外線吸收劑、粘度調節劑、消泡劑以及水溶性聚合物等各種添加劑。
表面活性劑的具體例子可以列舉出陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑等。
陰離子表面活性劑的具體例子可以列舉出烷基磺基羧酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、聚氧乙烯烷基醚醋酸鹽、N-醯基胺基酸及其鹽、N-醯基甲基牛磺酸鹽、烷基硫酸鹽、聚氧烷基醚硫酸鹽、烷基硫酸鹽、聚氧乙烯烷基醚磷酸鹽、松脂酸皂、蓖麻油硫酸酯鹽、月桂醇硫酸酯鹽、烷基酚型磷酸酯、烷基型磷酸酯、烷基烯丙基磺酸鹽、二乙基磺基琥珀酸鹽、二乙基己基磺基琥珀酸二辛基磺基琥珀酸鹽等。
陽離子表面活性劑的具體例子有2-乙烯基吡啶衍生物、聚4-乙烯基吡啶衍生物等。作為兩性表面活性劑可以列舉出月桂基二甲基氨基乙酸甜菜鹼、2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑啉甜菜鹼、椰子油脂肪酸醯胺丙基二甲基氨基乙酸甜菜鹼、多辛基多氨基乙基甘氨酸、以及咪唑啉衍生物等。
非離子表面活性劑的具體例子可以列舉出聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯烷基醚等醚類，聚氧乙烯油酸、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨醇酐月桂酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐倍半油酸酯、聚氧乙烯單油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等酯類，2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇等乙炔二醇類(例如，川研フアインケミカル製造的Acetylenol EH、日信化學製造的サ一フイノ一ル104、82、465，オルフインSTG等)。
pH調節劑只要是能夠將墨水的pH值控制在規定的範圍的物質，就可以使用任意物質。具體來說，可以列舉出例如，二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、三羥甲基氨基甲烷等醇胺化合物，氫氧化鋰、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物，氫氧化銨，或碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等鹼金屬碳酸鹽等。
防腐劑·防黴劑的具體例子，可以列舉出例如，有機硫系、有機氮硫系、有機滷系、滷代烯丙基碸系、碘代炔丙基系、N-滷代烷基硫系、苯噻唑系、腈系、吡啶基、8-羥基喹啉系、苯並噻唑系、異噻唑啉系、二硫醇系、吡啶氧化物系、硝基丙烷系、有機錫系、酚系、季銨鹽系、三嗪系、噻二嗪系、醯替苯胺系、金剛烷系、二硫代氨基甲酸酯系、溴茚酮系、苯甲基溴代乙酸酯系、無機鹽系等化合物。
有機滷系化合物可以列舉出例如五氯苯酚鈉，吡啶氧化物系化合物可以列舉出例如2-吡啶硫醇-1-氧化物鈉，無機鹽系化合物可以列舉出例如無水醋酸鈉，異噻唑啉化合物可以列舉出例如1，2-苯異噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮氯化鎂、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮氯化鈣等。作為其它的防腐劑·防黴劑的具體例子，可以列舉出山梨酸鈉、安息香酸鈉等，例如アベシア製造的プロキセルGXL(S)、プロキセルXL-2(S)等。
螯合劑可以列舉出例如檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二硝基三乙酸鈉、羥乙基乙二胺三乙酸鈉、二乙三胺五乙酸鈉、月桂基二乙酸鈉等。
防鏽劑可以列舉出例如酸性亞硫酸鹽、硫代硫酸鈉、硫甘醇酸銨、亞硝酸二異丙胺、季戊四醇四硝酸酯、亞硝酸二環己胺等。
紫外線吸收劑可以列舉出例如二苯甲酮系化合物、苯並三唑系化合物、肉桂酸系化合物、三嗪系化合物、芪系化合物，或者也可以使用以苯並唑系化合物為代表的吸收紫外線而發射螢光的化合物即所謂的螢光增白劑。
粘度調節劑除了水溶性有機溶劑之外，還可以列舉出水溶性高分子化合物，可列舉例如聚乙烯醇、纖維素衍生物、聚胺、聚亞胺等。
消泡劑可以根據需要使用氟系、矽酮系化合物。
記錄介質
使用本發明的墨罐中所填充的水性墨水而形成圖像時所使用的記錄介質，只要是通過施加墨水進行記錄的記錄介質就可以使用任何記錄介質。
本發明特別適用於通過使染料、顏料等色料吸附到形成墨水接收層內的多孔質結構的微粒中而至少由該吸附後的微粒形成圖像的記錄介質中，特別適合於使用噴墨法的情形中。這樣的噴墨用記錄介質優選通過形成於支撐體上的墨水接收層中的空隙來吸收墨水，即為所謂的吸收型。
吸收型的墨水接收層由多孔質層構成，所述多孔質層以微粒為主體，根據需要含有粘合劑和其它添加劑。微粒的具體例子可以列舉出矽石、粘土、滑石、碳酸鈣、高嶺土、礬土或礬土水合物等氧化鋁、硅藻土、氧化鈦、水滑石、氧化鋅等無機顏料，或尿素甲醛樹脂、乙烯樹脂、苯乙烯樹脂等有機顏料，可以使用這些微粒的1種以上。作為適合作為粘合劑使用的物質，可以列舉出水溶性高分子或膠乳。例如，可以使用聚乙烯醇或其改性物、澱粉或其改性物、明膠或其改性物、阿拉伯膠、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等纖維素衍生物、SBR膠乳、NBR膠乳、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物膠乳、官能團改性聚合物膠乳、乙烯乙酸乙烯共聚物等乙烯類共聚物膠乳、聚乙烯吡咯烷酮、馬來酸酐或其共聚物、丙烯酸酯共聚物等，可以根據需要組合2種以上使用。另外，還可以使用添加劑，例如可以根據需要使用分散劑、增粘劑、pH調節劑、潤滑劑、流動性改性劑、表面活性劑、消泡劑、脫模劑、螢光增白劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等。
特別是，本發明中優選使用的記錄介質是以平均粒徑為1μm以下的微粒為主體形成墨水接收層的記錄介質。作為上述的微粒，特別優選的可舉出例如矽石微粒、氧化鋁微粒等。作為矽石微粒優選的是以膠體矽石為代表的矽石微粒。膠體矽石本身可以從市場上購得，但特別優選例如日本特許第2803134號、第2881847號所公開的膠體矽石。作為氧化鋁微粒而優選的是礬土水合物微粒等。作為這樣的礬土水合物微粒的一種，可舉出下述通式所表示的礬土水合物。
AlO3-n(OH)2n·mH2O(在上式中，n表示1、2或3的整數中的任一個，m表示0～10，優選表示0～5的值。其中，m和n不同時為0。mH2O在多數情況下還表示與mH2O晶格的形成無關的可脫離的水相，因此，m可以取整數或非整數值。另外，如果加熱此種材料，則m可以達到0值。)礬土水合物可以通過美國專利第4,242,271號、美國專利第4,202,870號所記載的烷醇鋁的水解、鋁酸鈉的水解，或者日本專利特公昭57-44605號公報所記載的在鋁酸鈉等的水溶液中加入硫酸鈉、氯化鋁等的水溶液進行中和的方法等公知的方法來製造。
記錄介質優選具有用於支撐上述墨水接收層的支撐體。支撐體只要能夠由上述多孔質微粒形成墨水接收層，並且帶來可通過噴墨印表機等的輸送機構輸送的剛度，則沒有特別的限制，可以使用任何支撐體。具體來說，可以列舉出例如以天然纖維素纖維為主體由紙漿原料形成的紙支撐體，由聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯)、三乙酸纖維素、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺等材料形成的塑料支撐體，在原紙的至少一面上具有添加了白色顏料等的聚烯烴樹脂的樹脂塗覆層的樹脂塗覆紙(例如RC紙)。
噴墨記錄方法
用於本發明墨罐中的墨水特別適合用於具有以噴墨方法噴出墨水的工序的噴墨記錄方法。噴墨記錄方法包括如下方法通過對墨水施加力學能而噴出墨水的記錄方法，以及通過對墨水施加熱能而噴出墨水的記錄方法等。特別是在本發明中，優選使用利用熱能的噴墨記錄方法。
記錄單元
適合用於使用填充於本發明墨罐中的水性墨水進行記錄的記錄單元，可以列舉出具有容納這些墨水的墨水容納部和記錄頭的記錄單元。特別地，可以列舉出所述記錄頭相應於記錄信號對墨水施加熱能，通過所述熱能產生墨水液滴的記錄單元。
噴墨記錄裝置
適合用於使用填充於本發明墨罐中的水性墨水進行記錄的記錄裝置，可以列舉出對具有容納這些墨水的墨水容納部的記錄頭的室內的墨水施加對應於記錄信號的熱能，通過所述熱能產生墨水液滴的裝置。
下面，對噴墨記錄裝置的機構部的大致結構進行說明。根據各個機構的作用，記錄裝置主體由供紙部、用紙輸送部、滑架部、排紙部、清潔部以及保護這些部件並具有外觀設計性的外殼部構成。下面，對這些部件進行簡要的說明。
圖4為記錄裝置的立體圖，另外，圖5和圖6是用於說明記錄裝置主體的內部機構的圖，圖5是表示從右上方看的立體圖，圖6是記錄裝置主體的側剖視圖。
在記錄裝置內進行供紙時，首先，在包含供紙盤M2060的供紙部，僅將規定張數的記錄介質送入到由供紙輥M2080和分離輥M2041構成的輥隙部。所送入的記錄介質在輥隙部被分離後，僅輸送最上方的記錄介質。被送入到用紙輸送部的記錄介質被引導到壓緊輥保持架M3000和紙引導擋板M3030後，被送入到輸送輥M3060和壓緊輥M3070這一輥對中。由輸送輥M3060和壓緊輥M3070構成的輥對被LF馬達E0002驅動而進行旋轉，記錄介質通過該旋轉在壓紙部M3040上進行輸送。
在滑架部中，在記錄介質上形成圖像時，使記錄頭H1001(圖7)配置在目標圖像形成位置上，根據來自電氣基板E0014的信號，對記錄介質噴出墨水。關於記錄頭H1001的詳細結構如後所述，但其結構是可以通過反覆交替進行記錄主掃描和副掃描來在記錄介質上形成圖像的結構，上述記錄主掃描由記錄頭H1001進行記錄的同時，使滑架M4000沿著列方向進行掃描，上述副掃描由輸送輥M3060使記錄介質沿著行方向進行輸送。
最後形成圖像的記錄介質在排紙部處被夾在第1排紙輥M3110與棘輪M3120的輥隙中，被輸送而排出到排紙盤M3160上。
另外，在清潔部，為了對圖像記錄前後的記錄頭H1001進行清潔，當在使蓋M5010與記錄頭H1001的墨水噴出口緊密接觸的狀態下使泵M5000產生作用時，從記錄頭H1001抽吸不需要的墨水等。另外，通過在打開蓋M5010的狀態下，抽吸殘留在蓋M5010中的墨水，不會引起殘留墨水導致的粘著和隨後的弊病。
記錄頭的結構
對記錄頭盒H1000的結構進行說明。記錄頭盒H1000具有記錄頭H1001和搭載墨罐H1900的部件以及用於從墨罐H1900向記錄頭供給墨水的部件，並且可裝卸地搭載於滑架M4000上。
圖7是表示對記錄頭盒H1000安裝墨罐H1900的狀態的圖。記錄裝置由黃色、品紅色、青色、黑色、淺品紅色、淺青色和綠色墨水形成圖像，因此，墨罐H1900也獨立準備7種顏色的份。在上述墨水中，至少一種墨水使用本發明的墨水。並且，如圖所示，分別可以相對於記錄頭盒H1000自由裝卸。另外，墨罐H1900的裝卸能在將記錄頭盒H1000搭載於滑架M4000上的狀態下進行。
圖8是記錄頭盒H1000的分解立體圖。在圖中，記錄頭盒H1000由第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101、第1平板H1200、第2平板H1400、電氣布線基板H1300、墨罐保持架H1500、流路形成部件H1600、過濾器H1700、密封橡膠H1800等構成。
第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101為Si基板，通過光刻技術在其一個面上形成了用於噴出墨水的多個記錄元件(噴嘴)。向各個記錄元件供電的Al等電氣布線是通過成膜技術形成的，對應於各個記錄元件的多個墨水流路也可以通過光刻技術形成。而且，用於向多個墨水流路供給墨水的墨水供給口在裡面開口。
圖9為用於說明第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101的結構的主視放大圖。H2000～H2600為對應於各個不同墨水顏色的記錄元件列(以下稱為噴嘴列)，在第1記錄元件基板H1100中構成有用於供給黃色墨水的噴嘴列H2000、用於供給品紅色墨水的噴嘴列H2100以及用於供給青色墨水的噴嘴列H2200的對應於這3種顏色的3個噴嘴列。在第2記錄元件基板H1101中構成有用於供給淺青色墨水的噴嘴列H2300、用於供給黑色墨水的噴嘴列H2400、用於供給橙色墨水的噴嘴列H2500以及用於供給淺品紅色墨水的噴嘴列H2600的對應於這4種顏色的4個噴嘴列。
各個噴嘴列由在記錄介質的輸送方向上以1200dpi(dot/inch；參考值)的間隔並列的768個噴嘴構成，噴出約2皮升的墨滴。各噴嘴噴出口的開口面積設定為大約100μm2。另外，第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101粘結固定在第1平板H1200上，在此，形成有用於向第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101供給墨水的墨水供給口H1201。
而且，在第1平板H1200上粘結固定有具有開口部的第2平板H1400，該第2平板H1400保持有電氣布線基板H1300，以便電氣布線基板H1300與第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101電連接。
電氣布線基板H1300施加用於從形成於第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101上的各個噴嘴噴出墨水的電信號，並具有對應於第1記錄元件基板H1100和第2記錄元件基板H1101的電氣布線，以及位於該電氣布線端部的用於接收來自記錄裝置主體的電信號的外部信號輸入端子H1301。外部信號輸入端子H1301定位固定在墨罐保持架H1500的背面一側。
另一方面，在保持墨罐H1900的墨罐保持架H1500中例如通過超聲波熔接固定有流路形成部件H1600，形成了從墨罐H1900通到第1平板H1200的墨水流路H1501。
在與墨罐H1900卡合的墨水流路H1501的墨罐一側端部設有過濾器H1700，以便能夠防止來自外部的灰塵的侵入。另外，在與墨罐H1900卡合的卡合部上安裝有密封橡膠H1800，能夠防止墨水從卡合部蒸發。墨罐H1900中的至少1個使用本發明的墨罐。
而且，如上述那樣通過粘接等將由墨罐保持架H1500、流路形成部件H1600、過濾器H1700和密封橡膠H1800構成的墨罐保持架部，和由第1記錄元件基板H1100、第2記錄元件基板H1101、第1平板H1200、電氣布線基板H1300及第2平板H1400構成的記錄頭部H1001相結合，由此構成了記錄頭盒H1000。
另外，在此，作為記錄頭的一個方式，對使用電熱轉換裝置(記錄元件)進行記錄的Bubble Jet(註冊商標)方式的記錄頭舉出一個例子進行敘述，上述電熱轉換裝置生成用於根據電信號使墨水產生膜狀沸騰的熱能。
關於其代表性的結構和原理，優選使用例如美國專利第4,723,129號說明書、美國專利第4,740,796號說明書中所公開的基本原理進行。該方式可適用於所謂請求服務型、連續型等任何方式，特別地，在為請求服務型的情況下，對於與保持有液體(墨水)的薄片和液體流路對應配置的電熱轉換裝置施加至少一個根據記錄信息給予超過泡核沸騰的溫度急速上升的驅動信號，從而使電熱轉換裝置產生熱能，在記錄頭的熱作用面上產生膜狀沸騰，結果能夠形成與該驅動信號一一對應的液體(墨水)內的氣泡，因此是有效的。通過該氣泡的成長、收縮，經噴出用開口噴出液體(墨水)，形成至少一個液滴。當該驅動信號採用脈衝方式時，能夠即時、適當地進行氣泡的成長、收縮，因此能夠實現響應性特別優良的液體(墨水)的噴出，是更為優選的。
另外，作為利用了第二力學能的噴墨記錄裝置的方式，可以例舉出這樣的請求服務型噴墨記錄頭，其包括具有多個噴嘴的噴嘴形成基板、與噴嘴相對配置的由壓電材料和導電材料構成的壓力產生元件、充滿該壓力產生元件的周圍的墨水；該請求服務型噴墨記錄頭通過施加電壓使壓力產生元件位移，從噴嘴噴出墨水的小液滴。
另外，噴墨記錄裝置不限於如上述那樣的噴墨頭與墨罐分體的噴墨記錄裝置，也可以是噴墨頭與墨罐不可分離的一體的噴墨記錄裝置。另外，墨罐除了相對於噴墨頭可分離或不可分離地一體化而搭載在滑架上之外，也可以是設置在裝置的固定部位，通過墨水供給部件例如墨水管向記錄頭供給墨水的形態。另外，在墨罐中設置用於對記錄頭施加適當的負壓的結構的情況下，可以採用在墨罐的墨水容納部設置吸收體的方式、或者具有撓性的墨水容納袋和對墨水容納袋作用擴張其內容積的方向的作用力的彈簧部的方式等。另外，記錄裝置除了採用上述串行記錄方式以外，還可以採用在對應於記錄介質全寬的範圍內整齊排列記錄元件而成的行式印表機的方式。
墨罐的再生方法
如上所述，本發明的墨罐中所容納的墨水用完之後，通式(II)所示化合物沉積在墨罐的內部、特別是微細通路中並堵塞微細通路時，普通用戶即使使用可以得到的水等清洗墨罐，也不可能再溶解該沉積物。而且，即使在這種狀態的墨罐中再填充墨水後使用，由於微細通路被堵塞，因此無法得到良好的噴墨性能。
本發明人們對上述狀態的墨罐進行研究，結果發現如果將pH10.0以上的水溶液用作墨罐再生液來清洗墨罐內部，則可以溶解沉積在墨罐內的通式(II)所示化合物。而且已知，以所述墨罐再生液清洗本發明的墨罐的內部之後，再填充墨水後用該墨罐進行列印時，可以正常列印。也就是，通過使用本發明的墨罐再生液清洗墨罐，可以將由於沉積物的存在而不可再利用的即只能使用1次的墨罐進行再生。此外，墨罐再生液的pH為10.0以上是指墨罐再生液剛製備之後的初始pH即為10以上的情況、或者雖然在墨罐再生液剛製備之後的初始pH不足10.0，但由於液體溫度的變化等而使pH變為10.0以上的情況，這些情況都可以使用。
考慮構成墨罐的各部件的耐墨水性時，若墨水的pH為強鹼性時，則有時會產生不良。因此，優選墨罐再生液的pH為11以下。另外，使用墨罐再生液清洗墨罐之後，根據需要優選以pH為6～8的液體進一步清洗墨罐內。
本發明的墨罐的再生方法中所使用的墨罐再生液的成分，只要是可以溶解除去產生於墨罐內部的沉積物，並且，對於構成墨罐的各部件的材質不會降低噴墨適應性，就可以使用任何物質。具體而言，可以使用以氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物的水溶液、氨水溶液等調製成pH為10.0以上的液體。並且，為了使墨罐再生液滲透到墨罐的微細通路中，根據需要可以以水溶性有機溶劑、表面活性劑等調整墨罐再生液的表面張力。
本發明的墨罐的再生方法中，在將沉積於墨罐內部的上述通式(II)所示化合物溶解除去之後，可以在該墨罐中再填充任意的水性墨水。在這種情況下，也可以得到良好的噴墨適應性。並且，再填充任意的水性墨水時，優選墨罐再生液的成分選擇對於再填充的水性墨水也不降低噴墨適應性的物質。另外，將pH為10.0以上的墨水作為墨罐再生液填充到墨罐中而將上述通式(II)所示化合物溶解之後，也可以直接作為墨水使用。
在本發明的墨罐的再生方法中，墨罐具有可初始化的記錄墨水的消耗信息的保持部件，可通過初始化該保持部件而使該墨罐達到可使用的狀態。
保持墨水的消耗信息的部件可以使用以下公知的部件，例如在墨罐中安裝存儲器並在該存儲器中記錄墨水的消耗信息的部件；墨罐具備有槓桿，通常記錄時為槓桿下垂的狀態，用完墨水時槓桿抬起而禁止噴墨記錄裝置工作這樣的機械部件等。
在圖1中示出墨罐中搭載有具備存儲功能的晶片的墨罐情況的、墨水的消耗信息保持系統的一個例子。將墨罐100安裝在噴墨記錄裝置P上進行記錄時，噴墨記錄裝置P的點計數器DC讀取墨水的消耗信息，該墨水的消耗信息作為輸入信息I從噴墨記錄裝置P傳達到搭載於墨罐100中的晶片的存儲器M，被該存儲器M記錄。容納於墨罐100中的墨水由於用於記錄而減少，成為墨水用完的狀態時，從保持有該墨水的消耗信息的墨罐100向噴墨記錄裝置P傳達輸出信息U，噴墨記錄裝置P的墨水判定部件X起作用，從而禁止噴墨記錄裝置P的記錄工作。此時，利用本發明的墨罐的再生方法，將安裝於墨罐100中的晶片的存儲器M初始化，從而可以將墨罐100再次安裝到噴墨記錄裝置P中使用。
實施例以下，使用實施例和參考例對本發明進行更詳細的說明，但是，只要不超出其主要精神，本發明就不受下述實施例的任何限制。另外，只要沒有特別指定，實施例、比較例的墨水成分是指「質量份」。在本實施例中，使用比通常所用的墨水要求更嚴格的特性的噴墨記錄方法進行說明。當然，通常的墨罐的課題可以從以下的實施例中得到領會。
作為通式(I)所示化合物或其鹽的色料的製備
在二甲苯中，使下述化合物(1)所示化合物、碳酸鈉、以及苯甲醯乙酸乙酯進行反應，過濾反應產物並洗滌。在N，N-二甲基甲醯胺中，向其中依次添加間氨基乙醯替苯胺、醋酸銅、碳酸鈉進行反應，過濾反應產物並洗滌。進一步在發煙硫酸中對其進行磺化之後，過濾、洗滌，在氫氧化鈉的存在下，使其與氰尿醯氯進行縮合反應。在該反應液中，添加鄰氨基苯甲酸，在氫氧化鈉的存在下進行縮合反應。將其過濾、洗滌，得到下述的例示化合物A。
化合物(1) 例示化合物A
通式(II)所示化合物的製備
通式(II)所示化合物可以通過公知的方法進行製備。其中，作為通式(II)所示化合物，列舉下述例示化合物B為例，給出其合成方法的一個例子。
通過在氰尿醯氯的懸浮液中添加鄰氨基苯甲酸水溶液並在氫氧化鈉的存在下進行縮合反應，得到相對於1分子氰尿醯氯縮合2分子鄰氨基苯甲酸的縮合物。進一步，添加氫氧化鈉，加熱並進行水解反應。將其過濾、洗滌，得到下述的例示化合物B。
例示化合物B 墨水的製備
將下述表3所示的各成分混合、充分攪拌之後，以孔徑0.2μm的過濾器進行加壓過濾，製備墨水1～4。另外，墨水1～3是添加了上述例示化合物B的墨水，墨水4是沒有添加上述例示化合物B的墨水。並且，在下述表3中示出各墨水的pH值。pH的調整是使用添加了氫氧化鈉或硫酸的純水進行的。
表3
(*)乙炔二醇環氧乙烷加合物(表面活性劑)(川研フアインケミカル製造)(**)純水和氫氧化鈉的總量，或純水和硫酸的總量，或純水在此，對例示化合物A和例示化合物B的關係說明如下。
(1)例示化合物B的分子量比例示化合物A的分子量小。
(2)例示化合物B的分子結構的一部分與例示化合物A的分子結構的一部分類似。
(3)每1分子例示化合物B的羧基數比每1分子例示化合物A的羧基數多。
另外，本發明人們進行研究的結果，確認了以下事項。
(4)例示化合物B在25℃下對pH7的純水的溶解性比例示化合物A在25℃下對pH7的純水的溶解性低。
墨罐的評價
在空的墨罐(商品名BCI-6；佳能製造)中填充上述所得的墨水，使用對墨水施加熱能而噴出墨滴的熱噴墨印表機(商品名PIXUS 950i；佳能製造)，在品紅色墨水的位置安裝填充了這些墨水的墨罐，對以下項目進行評價。
(1)再填充墨水時的列印特性在溫度23℃、相對溼度55％的條件下，使用上述印表機，在記錄介質(商品名PR-101；佳能製造)上列印各種圖像，用完墨罐內的墨水。其後，從上述印表機卸下墨罐，在溫度23℃、相對溼度55％的條件下放置1個月。進而其後，在墨罐中再次填充與上述相同的墨水後將墨罐安裝在上述印表機中，在記錄介質(商品名PR-101；佳能製造)上列印各種圖像，目視判斷圖像品質。再填充墨水時的列印特性的基準如下。評價結果在表4中示出。
A一部分無法進行良好的列印。
B可以進行良好的列印。
表4
由上述表4可知，填充了添加有例示化合物B的墨水的墨罐，在用完墨水之後再填充墨水時，列印中產生不良。即，使用本發明的墨罐時，不應實施墨水的再填充、即補充墨水，墨罐必須只使用1次，即，必須是一次性的。
此外，將上述列印後的各種圖像置於低溫循環氙燈耐候機XL-75C(スガ試驗機製造)中，在照射強度100千勒克司、槽內溫度23℃、相對溼度55％的條件下放置1周，結果，使用墨水1～3列印出的圖像與使用墨水4列印出的圖像相比，劣化程度明顯降低。
(2)墨罐的再生在溫度23℃、相對溼度55％的條件下，使用上述印表機，在記錄介質(商品名PR-101；佳能製造)上列印各種圖像，用完墨罐內的墨水。其後，從上述印表機卸下墨罐，在溫度23℃、相對溼度55％的條件下放置1個月。進而其後，作為墨罐再生液，製備下述表5中記載的墨罐再生液，重複5次在墨罐中填充和排出該墨罐再生液，然後再次填充與上述相同的墨水後將墨罐安裝在上述印表機中，在記錄介質(商品名PR-101；佳能製造)上列印各種圖像，目視判斷圖像品質。墨罐的再生的基準如下。評價結果在表6中示出。
A可以進行良好的列印。
B無法進行良好的列印。
表5
表6
由上述表6和上述表4可知，即使是填充有再填充墨水後的列印特性並不良好的墨水的墨罐，只要使用具有表5中記載的組成的墨罐再生液清洗墨罐，就可以再利用墨罐。
該申請要求享有於2004年8月4日申請的日本專利申請號第2004-228230和於2005年8月2日申請的日本專利申請號第2005-224240的優先權，並引用其內容作為該申請的一部分。
權利要求
1.一種墨罐，其中容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，並且，所述水性墨水還含有滿足下述條件(1)～條件(4)的化合物條件(1)化合物的分子量比水溶性色料的分子量小；條件(2)化合物的分子結構的一部分與水溶性色料的分子結構的一部分類似；條件(3)每1分子化合物的羧基數比每1分子水溶性色料的羧基數多；條件(4)化合物在25℃下對pH7的純水的溶解性比水溶性色料在25℃下對pH7的純水的溶解性低。
2.根據權利要求
1所述的墨罐，其特徵在於，所述墨罐在墨水容納部的至少一部分中具備負壓產生機構，利用由所述負壓產生機構產生的負壓來保持所述水性墨水。
3.根據權利要求
1或2所述的墨罐，其中所述的墨罐具有噴出所述水性墨水的噴嘴。
4.根據權利要求
1～3任一項所述的墨罐，其中所述水溶性色料為下述通式(I)所示化合物或其鹽。通式(I) (通式(I)中，R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環己基、單或二烷基氨基烷基或氰基低級烷基；Y為氯原子、羥基、氨基、單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氫原子的情況除外)。)
5.根據權利要求
1～4任一項所述的墨罐，其中所述化合物為下述通式(II)所示的化合物。通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)
6.一種墨罐，其中容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，所述水溶性色料為下述通式(I)所示化合物或其鹽，還含有下述通式(II)所示的化合物。通式(I) (通式(I)中，R1為氫原子、烷基、羥基低級烷基、環己基、單或二烷基氨基烷基或氰基低級烷基；Y為氯原子、羥基、氨基、單或二烷基氨基(烷基上可以具有選自磺酸基、羧基以及羥基組成的組中的取代基)；R2、R3、R4、R5和R6分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～8的烷基或羧基(其中，R2、R3、R4、R5和R6都是氫原子的情況除外)。)通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)
7.根據權利要求
6所述的墨罐，其中，在所述通式(II)中，R7和R11的一方為羧基或其鹽，另一方為氫，R12和R16的一方為羧基或其鹽，另一方為氫，R8、R9、R10、R13、R14和R15都為氫，並且X為羥基。
8.一種墨罐，其中容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，並且，所述水性墨水還含有下述通式(II)所示的化合物。通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)
9.根據權利要求
1～8任一項所述的墨罐，其中所述化合物為固體時，可以使用pH10.0以上的水溶液溶解該化合物。
10.一種噴墨記錄方法，其具有以噴墨方法噴出墨水的工序，其特徵在於，所述墨水為容納在權利要求
1～8任一項所述的墨罐的墨水容納部中的水性墨水。
11.一種墨罐的再生方法，其特徵在於，其用於再生墨罐，所述墨罐的容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，並且，所述水性墨水還含有下述通式(II)所示的化合物作為滿足下述條件(1)和條件(2)的化合物，所述墨罐的再生方法具有溶解工序，該工序以pH為10.0以上的水溶液溶解沉積於該墨罐內部的所述化合物，條件(1)通式(II)所示化合物的分子量比水溶性色料的分子量小；條件(2)通式(II)所示化合物在25℃下對pH7的純水的溶解性比水溶性色料低。通式(II) (通式(II)中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16分別獨立地表示氫原子、碳原子數1～3的烷基、羧基或其鹽(其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16中的至少2個是羧基或其鹽)；X為氯原子、羥基、氨基、碳原子數1～3的單或二烷基氨基。)
12.根據權利要求
11所述的墨罐的再生方法，其中，在進行所述溶解工序之後，具有在該墨罐中再填充水性墨水的再填充工序。
13.根據權利要求
11或12所述的墨罐的再生方法，其中，墨罐具有可初始化的保持墨水的消耗信息的保持部件，具有通過初始化所述保持部件而使所述墨罐達到可使用的狀態的工序。
14.一種噴墨記錄方法，其具有以噴墨方法噴出墨水的工序，其特徵在於，所述墨水為容納在通過權利要求
11～13任一項所述的墨罐的再生方法所再生的墨罐的墨水容納部中的水性墨水。
專利摘要
本發明的目的在於提供容納墨水的墨罐，其可以延長噴墨記錄裝置的壽命，並得到優異的圖像堅牢性等圖像特性。本發明提供一種墨罐，其中容納水性墨水的墨水容納部具備通過毛細力保持水性墨水的微細通路，其特徵在於，所述水性墨水至少含有水和水溶性色料，並且，所述水性墨水還含有滿足特定條件的化合物。
文檔編號B41J2/01GK1993433SQ200580026313
公開日2007年7月4日 申請日期2005年8月3日
發明者相川嘉秀, 藤本邦昭, 須釜定之 申請人:佳能株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan