DE68916173T2

DE68916173T2 - Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem und Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung desselben.

Info

Publication number: DE68916173T2
Application number: DE68916173T
Authority: DE
Inventors: Shoji Koike; Tomomi Nakatsugawa; Mamoru Sakaki; Hiroshi Sato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2009-11-01
Also published as: ATE107235T1; EP0367231B1; CA2001983A1; ES2053911T3; EP0367231A3; US4965612A; CA2001983C; EP0367231A2; DE68916173D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei ein Aufzeichnungsmedium verwendet wird, das eine sehr gute farbbildende Leistung und eine sehr gute Tintenabsorption aufweist und das mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem und auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, die zu einem aufgezeichneten Bild führen, das über eine sehr gute Schärfe, optische Dichte und Qualitätsniveau verfügt.
Bisher bekannte Aufzeichnungsmedien, die für eine Tintenstrahl-Aufzeichnung verwendet werden, umfassen:
(1) solche, die ein normales Papier aufweisen, das hauptsächlich aus einer Pulpe zusammengesetzt ist und das so hergestellt ist, das es ein geringes Leimungsmaß aufweist, wie in Filterpapieren oder in Fließpapieren (z.B. solche Papiere, die in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 52-53012 offenbart sind) und
(2) solche, die ein Substrat und einen darauf angeordneten Überzug aufweisen, wobei ein poröses Pigment, wie Siliciumdioxid oder Zeolith verwendet wird und wobei der Überzug eine gute Ölabsorption aufweist und Färbekomponenten, die in der Tinte enthalten sind, adsorbieren kann.
Die obigen Aufzeichnungsmedien (1) sind kostengünstig und weisen eine sehr gute Tintenabsorption auf, wobei aber die Tinte so tief in die fibröse Schicht des Papiers eindringen kann, daß die farbbildende Leistung eines Farbmaterials in der Tinte schlechter wird. Ein Phänomen, das als Ineinanderverlaufen bezeichnet wird, kann auftreten, da die Tinte entlang der Faser an der Oberfläche des Papiers absorbiert wird, so daß das Phänomen hervorgerufen wird, das ein Fleck nicht rund ist, sondern gezackt vorliegt, oder daß ein Fleck so groß wird, daß die Auflösung herabgesetzt wird. Im Ergebnis wird kein Bild mit einer guten Qualität erzielt.
Aus diesem Grund wird ein Papier des Nicht-Beschichtungstyps für den Zweck, wie eine inonochromatische Aufzeichnung oder für Drucker von Computern, verwendet, wo die Auflösung relativ klein sein kann und wo Bilder mit einer hohen Dichte nicht notwendigerweise erforderlich sind. Bei den obigen Aufzeichnungsmedien (2) weisen die beschichteten Papiere ein Substratpapier aus Papier auf, das einen relativ hohen Leimungsgrad hat (beispielsweise kommerziell verfügbare, holzfreie Papiere). Solche Papiere sind beispielsweise in den offengelegten japanischen Patenten Nr. 58-132586 und 59- 35977 offenbart. Solche beschichteten Papiere weisen eine Tintenabsorptionsschicht auf und sind porös und einheitlich, so daß eine geeignete Tintenabsorption erzielt werden kann, wobei Bilder mit sehr guten Fleckformen, farbbildenden Eigenschaften und Auflösung erzielt werden.
Bei einem Aufzeichnungssystem, bei dem ein Bild mit einem hohen Qualitätsmaß und mit einer hohen Auflösung erforderlich ist, muß jedoch eine große Menge an Tinte absorbiert und mit einer hohen Geschwindigkeit fixiert werden. In diesem Fall wurde bisher eine Maßnahme getroffen, wobei das Überzugsgewicht der tintenabsorbierenden Schicht ansteigt und das Leerraumvolumen an dem Überzug, der als tintenabsorbierende Schicht dient, größer ist. Mit solch einem Anstieg der Dicke des Überzuges entsteht jedoch das Problem des sogenannten Aussstäubens (Ablösen der Pigmente auf der Oberfläche), wobei der Überzug von dem Substratpapier sich ablöst, wenn das Aufzeichnungsmedium in Kontakt mit einem Trägersystem in einem Aufzeichnungsgerät tritt. Der so gebildete Staub kontaminiert nicht nur das Innere des Gerätes, sondern führt auch zu einem Verstopfen der Düsen der Tintenstrahlköpfe.
Ferner muß bei der Herstellung eine große Menge der Beschichtungslösung so schnell getrocknet werden, daß das in der Beschichtungslösung vorliegende Bindemittel eine Migration durchführen kann. Dies führt zu einer Abnahme der Festigkeit des Überzuges oder zu einer Abnahme der Tintenabsorption. Durch mildere Trocknungsbedingungen oder beispielsweise mit einer wiederholten Durchführung der Beschichtung können solche Probleme bis zu einem gewissen Ausmaß gelöst werden. Dies führt jedoch andererseits zu dein Problem, daß hohe Herstellungskosten entstehen.
Um diese Probleme zu lösen, kann ein Verfahren verwendet werden, bei dein ein Papier mit einem geringen Leimungsmaß als Substratpapier verwendet wird, auf dem eine poröse Pigmentschicht angeordnet wird. Beispielsweise offenbart das US-PS 4 478 910 ein Aufzeichnungsmedium mit einem Substratpapier, das ein Leimungsmaß von nicht mehr als 4 Sekunden hat, wobei auf diesem Substratpapier ein Überzug angeordnet ist, der Siliciuindioxid mit spezifischen Physikalischen Eigenschaften enthält.
Das Aufzeichnungsmedium dieses Typs hat den Vorteil, daß ein Aufzeichnungsmedium mit einer guten Tintenabsorption erzielt werden kann und zwar selbst dann, wenn eine relativ dünne Tintenempfangsschicht vorgesehen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der vorgesehene Überzug ein geringes Überzugsgewicht aufweisen kann, so daß der Herstellungsaufwand klein sein kann, was zu geringen Kosten und zu einer geringeren Erzeugung von Staub führt. Jedoch hat selbst dieses Aufzeichnungsmedium die folgenden Probleme:
(i) Aufgrund der Penetration einer großen Menge von Tinte in das Substratpapier hinein kann eine geringe Druckdichte vorliegen.
(ii) Aufgrund der dünnen Tintenempfangsschicht, die nur wenig Tinte zurückhalten kann, verschlechtert sich die Form der Flecken, wenn die Tinte in dem Substratpapier absorbiert wird, wie dies in dem oben diskutierten Aufzeichnungsmedium (1) herausgestellt worden ist. Die so gebundenen Tintentröpfchen können ferner über das Papier laufen, was zu einer Abnahme der Auflösung und der Druckgualität führt.
Andererseits ist bei einer sehr detaillierten Vollfarbenaufzeichnung, die ein Bild mit einem fotografischen Ton erzielen kann, eine Tinte erforderlich, die in einer großen Menge verwendet werden muß, um eine hohe Bilddichte zu erzielen. Um verschiedene Farbtöne zu erzielen, muß ferner der Druck unter Verwendung von Farbtinten für Gelb (Y), Magenta (M) und Cyan (C) durchgeführt werden, wobei sich wenigstens zwei oder drei dieser Tinten überlappen.
In diesem Beispiel ist das oben erwähnte Aufzeichnungsmedium, das von dem Aufzeichnungsmedium des Typs verschieden ist, welches Tinte nur mit der Tintenempfangsschicht absorbiert (d.h., die Tinte penetriert nicht in das Substratpapier), wie dies der Fall bei den oben erwähnten Aufzeichnungsmedien (2) ist, ein Aufzeichnungsmedium, bei dem das Substratpapier einen größeren Teil der Tinte (insbesondere Lösungsmittel) absorbiert und zurückhält. Damit entsteht das Problem, daß das Substrat mit dem Tintenlösungsmittel anschwillt und bei der Trocknung schrumpft, was ein Runzeln hervorruft, oder daß die Tinte durch die Rückseite des Substratpapieres hindurchdringt, was ein Durchschlagen hervorruft.
Das Problem des Kräuselns oder des Hindurchtretens ist ein Problem, das gelöst werden kann, wenn die Papierdicke größer gemacht wird. Eine sehr große Dicke führt jedoch zu dem Problem, daß dieses Papier sehr stark von den sogenannten ebenen Papieren verschieden ist. Es kann ferner das Problem auftreten, daß das Papier so steif wird, daß Probleme bei dessen Transport entstehen können. Somit ist solch ein Aufzeichnungsmedium nicht bevorzugt für ein Aufzeichnungsmedium, welches allgemeine Zweckeigenschaften hat.
Die FR-A-2 570 988 offenbart ein Aufzeichnungsmedium, das ein Substratpapier aufweist, welches aus einem fibrösen Substrat und aus Pigmenten, wie Siliciumdioxid, hergestellt ist, wobei die Pigmente an der Oberfläche des Substrates kleben. Bei diesem Aufzeichnungsmedium wird die Tinte nur durch das Pigment absorbiert und dringt fast kaum in das Substrat ein.
Obgleich die Probleme des Hindurchtretens und des Kräuselns, die auftreten, wenn eine Aufzeichnung mit hoher Dichte durchgeführt wird, Probleme insbesondere für diesen Papiertyp darstellen, ist bisher kein Mittel bekannt, um diese Probleme vollständig zu lösen.
Zusätzlich sind diese Probleme nicht nur eng mit dem Aufzeichnungsmedium verbunden, sondern auch mit den Tinten, den Aufzeichnungsverfahren und Prozessen etc. Somit sollten diese Probleme auch aus dem Gesichtspunkt der Tinten, der Aufzeichnungsmedien und der Druckverfahren gelöst werden. Es ist jedoch kein Mittel bekannt, das diese Probleme bezüglich der Aufzeichnungssysteme oder Verfahren lösen kann.
Demgemäß ist eine Aufgabe der Erfindung, die obigen Probleme zu lösen und ein Tintenstrahl-Farbaufzeichnungssystem und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren bereitzustellen, die zur Bildung eines sehr detaillierten Bildes mit einer hohen Dichte und mit einem großen Farbreproduktionsbereich in der Lage sind, wobei ein Aufzeichnungsmedium verwendet wird, das selbst dann eine schnelle Tintenabsorption aufweist, wenn eine dünne Überzugsschicht vorliegt, und wobei eine sehr gute Fleckenform erzielt wird und wobei ein sehr detailliertes und scharfes Bild gebildet werden kann, wobei das Aufzeichnungsmedium auch ein sehr detailliertes Bildaufzeichnungsmedium darstellt, das weniger Staub erzeugt und das mit relativ geringen Kosten hergestellt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Tintenstrahl-Farbaufzeichnungssystem und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren bereitzustellen, die zur Bildung eines Bildes mit einem hohen Qualitätsmaß in der Lage sind, wobei ein Aufzeichnungsmedium verwendet wird, das zu keinem Hindurchtreten und Kräuseln führt.
Die obigen Aufgaben können durch die Erfindung, wie sie unten beschrieben wird, gelöst werden.
Gemäß einem Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem, das Tinten auf Wasserbasis, die eine gelbe Tinte, eine Magenta-Tinte, eine Cyan-Tinte und eine schwarze Tinte sind, und ein Aufzeichnungsmedium aufweist, welches ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht hat, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres aufweist, die in einem gemischten Zustand vorliegen, wobei das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebmaß im Bereich von 0-15 Seskunden hat und wobei:
die schwarze Tinte wenigstens eine Tinte mit einer Farbstoffkonzentration im Bereich von 2,5 bis 4,5 Gew.% ist und
das Maximum der Tintenhaftmenge im Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und die maximale Drucküberlappungszahl im Bereich von 2-2,5 liegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des obigen Systems ist die Erfindung ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem mit Tinten auf Wasserbasis, die eine gelbe Tinte, eine Magenta- Tinte, eine Cyan-Tinte und eine schwarze Tinte sind, und mit einem Aufzeichnungsmedium, das ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht aufweist, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres enthält, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, und das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß im Bereich von 0-15 Sekunden hat, wobei:
die schwarze Tinte eine Tinte ist, die 2,5-4,5 Gew.% eines Farbstoffes und 1-40 Gew.% eines Lösungsmittels enthält, welches eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 43 dyn/cm bei 20ºC aufweist, und
das Maximum der Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und die maximale Drucküberlappungszahl in dem Bereich von 2-2,5 liegt.
Gemäß einem anderen Aspekt ist die Erfindung ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei Tröpfchen von Tinten auf Wasserbasis einer gelben Tinte, einer Magenta-Tinte, einer Cyan-Tinte und einer schwarzen Tinte einem Aufzeichnungsmedium zugeführt werden, das ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht aufweist, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres enthält, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, und das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß im Bereich von 0-15 Sekunden hat, um die Aufzeichnung durchzuführen, wobei:
wenigstens eine Tinte mit einer Farbstoffkonzentration im Bereich von 2,5-4,5 Gew.% als schwarze Tinte verwendet wird und
die Aufzeichnung durchgeführt wird, indem Tröpfchen der Tinten dem Aufzeichnungsmedium zugeführt werden, wobei die maximale Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und die maximale Drucküberlappungszahl in dem Bereich von 2-2,5 liegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des obigen Verfahrens ist die Erfindung ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei dem Tröpfchen von Tinten auf Wasserbasis einer gelben Tinte, einer Magenta-Tinte, einer Cyan-Tinte und einer schwarzen Tinte einem Aufzeichnungsmedium zugeführt werden, das ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht aufweist, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres enthält, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, und das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß in dem Bereich von 0-15 Sekunden hat, um die Aufzeichnung durchzuführen, wobei:
als schwarze Tinte eine Tinte verwendet wird, die 2,5- 4,5 Gew.% eines Farbstoffes und von 1-40 Gew.% eines Lösungsmittels enthält, welches eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 43 dyn/cm bei 20ºC aufweist, und
die Aufzeichnung durchgeführt wird, indem die Tröpfchen der Tinten dem Aufzeichnungsmedium zugeführt werden, wobei die maximale Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und die maximale Drucküberlappungszahl in dem Bereich von 2-2,5 liegt.
Bezüglich eines Aufzeichnungsmediums zur Verwendung für die Tintenstrahlaufzeichnung, das unter Verwendung einer Tinte auf Wasserbasis aufzeichnet, haben die Erfinder entdeckt, daß das oben erwähnte Aufzeichnungsmedium ein Aufzeichnungsmedium ist, das weniger Staub aufgrund eines Ausstäubens erzeugt, das eine hohe Tintenabsorption hat und das mit relativ geringen Kosten bereitgestellt werden kann. Die Erfinder haben ferner zum ersten Mal entdeckt, daß eine bestimmte spezifische Tinte und ein bestimmtes, spezifisches Tintenanwendungsverfahren unter Verwendung von solch einem Aufzeichnungsmedium kombiniert verwendet werden können, so daß die Probleme, wie ein Kräuseln und ein Hindurchtreten, selbst bei Verwendung solch eines Aufzeichnungsmediums nicht hervorgerufen werden. Somit kann ein Bild mit sehr guter optischer Dichte und Schärfe bereitgestellt werden. Somit sind die Erfinder zu der Erfindung gelangt.
Das "System", das in der Erfindung verwendet wird, weist ein System, bei dem ein Mittel zur Erzeugung eines Bildverarbeitungssignales und ein Drucker in einem Körper, wie einer Kopiermaschine, kombiniert vorliegen, oder ein System auf, in dem ein Bildverarbeitungssignal von einem Computer in einen Drucker eingegeben wird und das Bild durch einen Drucker ausgegeben wird, wie eine Kombination eines Computers und einer Endausgabe, einem Drucker.
Die Erfindung wird im folgenden im Detail anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben.
Das Aufzeichnungsmedium, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, besteht aus einem Flüssigkeit absorbierenden Substratpapier und einer Oberflächenschicht, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres aufweist, welche in einem gemischten Zustand vorliegen. Es spielt keine Rolle, ob die fibröse Substanz des Substratpapieres an der Oberfläche angeordnet ist. Ein geeignetes Stöckigt Klebemaß gemäß JIS P-8122 des Aufzeichnungsmediums kann in dem Bereich von 0-15 Sekunden, insbesondere von 0-10 Sekunden und ferner insbesondere von 0-8 Sekunden liegen. Das Aufzeichnungsmedium der Erfindung ist somit ein Substratpapier des Typs, der die Tinte hauptsächlich in dem Substratpapier aufnimmt und dort festhält, so daß es somit von den Aufzeichnungsmedien (2), die oben erwähnt worden sind, verschieden ist. Ein Klebemaß des Aufzeichnungsmediums von mehr als 15 Sekunden kann zu einer schlechten Tintenabsorption führen. Die Bereitstellung einer Dickenüberzugsschicht für die Überwindung des Nachteils kann zu dem Problem des Ausstäubens oder zu anderen Problemen führen, die bei den oben beschriebenen Aufzeichnungsmedien (2) involviert sind.
Das Aufzeichnungsmedium, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, weist vorzugsweise eine Luftpermeabilität von nicht mehr als 100 Sekunden gemäß JIS P-8117 auf. Aufzeichnungsmedien mit einer Luftpermeabilität von mehr als 100 Sekunden können eine schlechte Tintenabsorption aufweisen, wenn das Substratpapier eine Luftpermeabilität von mehr als 100 Sekunden hat, was zu dem Problem des Ausbleichens an den Grenzbereichen der Drucke (oder Druckeigenschaften) führt. Das Bereitstellen einer Dickenüberzugsschicht kann ferner zu dem Problem führen, wie es oben (2) diskutiert worden ist, wenn die Luftpermeabilität mehr als 100 Sekunden beträgt.
Das Aufzeichnungsmedium, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, kann gemäß JIS P- 8118 eine Dicke von 90-140 um, insbesondere von 100-130 um und ferner insbesondere von 105-125 um aufweisen. Bei dem Aufzeichnungsmedium, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, bei dem das Substratpapier die Tinte absorbiert, kann ein Hindurchtreten oder ein Kräuseln auftreten, wenn dessen Dicke kleiner ist. Dann kann die Tinte nicht in einer großen Menge zugeführt werden, so daß eine ausreichende Bilddichte nur mit Schwierigkeit zu erzielen ist, wie dies später beschrieben werden wird. Andererseits kann eine Dicke von mehr als 140 um zu einer sehr großen Steifheit des Aufzeichnungsmediums führen, wodurch ein Problem bei der Transportleistung in dem Gerät auftritt. Es kann ferner das Problem auftreten, daß das Blatt kein ebenes Papier ist und daß solch ein Aufzeichnungsmedium nicht zusammen mit einem ebenen Papier verwendet werden kann.
Falls beispielsweise das oben beschriebene Aufzeichnungsmedium für eine vollfarbige, hochdichte Aufzeichnung verwendet wird, entstehen die folgenden Probleme:
(i) Aufgrund des Problems des Durchtretens oder des Kräuseln kann die Tinte nicht in einer Menge, die eine vorgegebene Menge übersteigt, in dem Medium gebunden werden.
(ii) Um einen weiten Farbreproduktionsbereich zu erzielen und um ein tiefenreiches Bild zu erzeugen, müssen wenigstens zwei oder drei Farben von Y, M und C überlappend miteinander gedruckt werden.
(iii) Unter diesen Umständen wurde die Verbesserung in der Bilddichte fast schon erreicht bezüglich beschichteter Papiere, die anorganische Pigmente, wie Siliciumdioxid, verwenden. Somit hängt die Bilddichte nur von der Dichte der Farbstoffe ab, die auf dem Aufzeichnungsmedium angewendet werden, wenn die Druckbereiche vollständig aufgefüllt worden sind, so daß die Farbstoffe in einer entsprechend großen Menge verwendet werden müssen, um eine hohe Bilddichte zu erzielen.
Um ein Bild mit einer hohen Dichte und einem hohen Qualitätsnieveau unter Verwendung des obigen Aufzeichnungsmediums herzustellen, ohne daß ein Hindurchtreten oder ein Kräuseln hervorgerufen wird, ist es bezüglich der obigen entsprechenden Mengen notwendig, daß sie jeweils in einem geeigneten Bereich kontrolliert werden.
Als Ergebnis der von den Erfindern durchgeführten Studien hat sich das folgende ergeben: Um die Dichte eines schwarzen Bildes, das mit einem Bild in elektrofotografischen Systemen vergleichbar ist, zu erreichen, ist es erforderlich, daß der Farbstoff wenigstens in einer Menge von nicht weniger als 240 ng/mm² bis 280 ng/mm² als Dichte pro Bereichseinheit vorliegt. Dies bezieht sich auf den Fall, wo normales Siliciumdioxid als Pigment für den Aufbau der Oberflächenschicht verwendet wird (d.h. die Tintenempfangsschicht).
Andererseits haben die Erfinder auch gefunden, daß die Toleranz in der Menge der Tinte, die in dem beschichteten Papier des Substratpapiers des Absorptionstyps, wie oben beschrieben, haften bleiben kann, im wesentlichen maximal 20 nl/mm² ohne Berücksichtigung des Typs der Tinte betragen kann. Ein Drucken mit einer Menge von mehr als 20 nl/mm² führt zu dem Auftreten des Hindurchtretens oder des Kräuselns.
Die maximale Toleranz in der Konzentration des Farbstoffes in der Tinte, die als Aufzeichnungslösung dient, beträgt 4,5 Gew.%. Im Falle einer Tinte auf Wasserbasis, wobei der Typ und die Menge des Lösungsmittels nicht berücksichtigt wird, führt eine Konzentration von mehr als 4,5 Gew.% zu einer ersten Auswerfschwierigkeit (d.h. ein Nichtauswerfen der Tinte oder eine Auswerfstörung, die mit einem Anstieg der Viskosität zusammenhängt, welche durch die Evaporation des Lösungsmittels in der Tinte an der Spitze einer Düse des Tintenstrahl-Kopfes hervorgerufen wird) oder zu einem Verstopfen (d.h. einer Düsenverstopfung, die durch die Ablagerung der Farbstoffe an dem oberen Abschnitt einer Düse hervorgerufen wird, wenn die Tinte über einen längeren Zeitraum offen stehengelassen wird). Ferner kann das Problem entstehen, daß die Farbstoffe während der Lagerung abgelagert werden.
Die Tinte auf Wasserbasis, welche die Aufzeichnungslösung ist, die bei dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, enthält nicht weniger als 50 Gew.% an Wasser, das in dem Lösungsmittel vorliegt, wobei das Lösungsmittel im wesentlichen aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel gebildet wird. Es ist für die Erfindung nützlich, daß das wasserlösliche, organische Lösungsmittel in der Tinte in einer Menge enthalten ist, die sich wenigstens von 1-40 Gew.% erstreckt, vorzugsweise von 20-40 Gew.% und insbesondere von 25-40 Gew.%. Eine Menge von weniger als 1 Gew.% des Lösungsmittels in der Tinte auf Wasserbasis kann zu einer ersten Auswerfschwierigkeit führen (d.h. ein Nichtauswerfen der Tinte oder eine Auswerfstörung, die mit einem Anstieg der Viskosität verbunden ist, welche durch die Evaporation des Lösungsmittels in der Tinte an der Spitze einer Düse des Tintenstrahlkopfes hervorgerufen wird) oder zu einem Verstopfen (d.h. eine Düsenverstopfung, die durch die Ablagerung der Farbstoffe an einem oberen Abschnitt einer Düse hervorgerufen wird, wenn die Tinte über einen längeren Zeitraum offen stehengelassen wird). Da in dem Aufzeichnungsmedium, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, das Substratpapier Tinte absorbiert, kann andererseits ein Gehalt von mehr als 40 Gew.% des Lösungsmittels zu einem Durchschlagen oder zu einem Kräuseln führen.
Gemäß einer mehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Aufzeichnungslösung ein Lösungsmittel verwendet, das eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 43 dyn/cm bei 20ºC aufweist. Das zu verwendende Lösungsmittel kann vorzugsweise Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Glycerin und Thiodiglycol enthalten. Ein Lösungsmittel mit einer niedrigeren Oberflächenspannung und Viskosität kann zu einer Tinte führen, die in einem großen Ausmaß in das Aufzeichnungsmedium eindringt, so daß ein Durchschlagen oder ein Kräuseln auftreten kann. Dies tritt beispielsweise auf, wenn Ethanol, Methanol, N-Methyl-2-Pyrrolidon, 1,3- Dimethyl-Imidazolidin-2-on, Triethylenglycol, Monomethylether oder ähnliches verwendet wird. Bei der Erfindung wird bevorzugt, daß diese Lösungsmittel nicht verwendet werden, oder wenn sie verwendet werden, daß sie in einem Bereich von weniger als 20 Gew.%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.% verwendet werden. Deren Verwendung in einer Menge von nicht weniger als 20 Gew.% kann zu einem Durchschlagen oder zu einem Kräuseln führen.
Um eine Farbstoffdichte in einer Menge entsprechend zu 280 ng/mm² zu erzielen, wobei die Tinte die kritische Farbstoffkonzentration von 4,5 Gew.% aufweist, ist es für die Tinte erforderlich, daß sie in einer Menge von 7,2 nl/mm² pro einzelne Farbe der Schwärze verwendet wird. Wenn hier Y, M, C und Bk zusammen unter den gleichen Auswerfbedingungen verwendet werden, entsteht die Möglichkeit, daß die Tintenhaftmenge mehr als 20 nl/mm² wird, wenn das Drucken mit einer Drucküberlappungszahl von mehr als 2,5 durchgeführt wird. Wenn dies der Fall ist, tritt ein Durchschlagen oder ein Kräuseln auf.
Da die Drucküberlappungszahl, die für die Reproduktion von allen Farben notwendig ist, nicht weniger als 2,0 beträgt, wenn das UCR (Unterfarbenentfernung)-Verfahren zu 100 % verwendet wird, beträgt die Drucküberlappungszahl, die für die Erfindung notwendig ist, 2 bis 2,5.
Um andererseits eine Farbstoffdichte von 240 ng/mm² zu erzielen, ist eine maximale Tintenhaftmenge von 14 ml/mm² (6,2 nl/mm² als ein vorgegebener Wert für die einzelne Farbe) erforderlich und zwar selbst dann, wenn die Tinte mit einer Farbstoffkonzentration von 4,5 Gew.% verwendet wird und die maximale Drucküberlappungszahl 2,0 beträgt. Daraus folgt, daß bei der Erfindung die notwendige maximale Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14-20 nl/mm² liegt.
Zusätzlich kann die Farbstoffkonzentration von 240 ng/mm² nicht erreicht werden, solange eine Tinte mit einer Farbstoffkonzentration von nicht weniger als 2,5 Gew.% verwendet wird, wenn die Drucküberlappungszahl 2,0 und die maximale Tintenhaftmenge 20 nl/mm² ist. Somit beträgt die notwendige Farbstoffkonzentration bei der Erfindung 2,5-4,5 Gew.%.
Eine Drucküberlappungszahl von weniger als 2 kann somit zu einem Abfall in dem Farbreproduktionsbereich führen, wobei dies auch bei einer maximalen Tintenhaftmenge von weniger als 14 nl/mm² auftritt, beispielsweise bei 9,4 nl/mm² gemäß der Offenbarung in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 57-120487. Eine Farbstoffkonzentration von weniger als 2,5 Gew.% kann nicht dazu führen, daß gleichzeitig ein Durchschlagen oder ein Kräuseln verhindert wird und daß die gewünschte Bilddichte erzielt wird, selbst wenn jede mögliche Kombination verwendet wird.
Die Drucküberlappungszahl, die in der Erfindung erwähnt wird, bezieht sich auf einen Durchschnittswert pro Fleck der Zahl der Tintentröpfchen, die in das Aufzeichnungsmedium geschossen werden, pro Bildelement (oder Bereichseinheit).
Bei der Ablesung und der Reproduktion von Farbbildern werden die Y, M und C-Signale, die durch die Ablesung von einem Original erzielten Bildsignale, mit einem Computer verrechnet und dann basierend auf den erzielten Signalen als ein sichtbares Bild auf einem Aufzeichnungsmedium, wie ein Papier, reproduziert, wobei Y, M und C Tinten verwendet werden. Die so reproduzierte Farbe hängt von den Verhältnissen der Y, M und C Tinten, die in das Aufzeichnungsmedium geschossen worden sind, pro Bildelement ab.
Gemäß dem Subtraktionsfarbenverfahren wird Bk als eine gemischte Farbe von Y, M und C exprimiert, so daß die maximale Drucküberlappungszahl bei der Vollfarbenaufzeichnung in der Regel 3 beträgt. Die Verwendung des UCR (Unterfarbenentfernung)-Verfahrens ermöglicht jedoch die Ersetzung jeder Y, M und C durch ein Bk Bildsignal entsprechend dem Abschnitt, der durch Vervielfachung der Verhältnisse bei den Minimalwerten der Y, M und C Bildsignale erreicht wird, so daß die Y, M und C Tinten in vorgegebenen Mengen durch die Bk Tinte ersetzt werden können, wodurch die maximale Drucküberlappungszahl abnehmen kann.
Je größer die Vervielfachungsverhältnisse (die Bildverarbeitungskonstante) in dem oben beschriebenen UCR-Verfahren gemacht werden können, um so mehr kann die Drucküberlappungszahl abnehmen. Die maximale Drucküberlappungszahl beträgt 2,0, wenn die Verhältnisse 100 % betragen. Eine niedrigere Zahl kann zu keiner Farbreproduktion führen. Bei der Erfindung kann die maximale Drucküberlappungszahl durch Einstellung der UCR-Quantitäten in den gewünschten Bereich gebracht werden. Da selbstverständlich eine intensive Anwendung von UCR zu einer Erniedrigung der Farbsättigung in Bereichen mit einer niedrigen Dichte führen kann, ist bezüglich der Festsetzung der Drucküberlappungszahl bevorzugt, daß sie so groß wie möglich wird, sofern die Aufgabe der Erfindung noch erzielt werden kann. Das UCR Verfahren ist selbst auf dem Gebiet des normalen Drucks bekannt.
Die in der Erfindung erwähnte, maximale Tintenhaftmenge bezieht sich auf die Menge der Tinte, die pro Flächenbereich haftet, wenn die Aufzeichnung mit der obigen, maximalen Drucküberlappungszahl durchgeführt wird. Diese Menge kann durch die Messung der Menge der verbrauchten Tinte und des Bereiches, auf dem der Druck tatsächlich durchgeführt wird bestimmt werden, wenn die Aufzeichnung mit der obigen, maximalen Drucküberlappungszahl durchgeführt wird. Bei der Erfindung kann die maximale Tintenhaftmenge auf der Basis des Volumens der Tröpfchen, die von den Kopfdüsen ausgeworfen werden, und auf der Basis der maximalen Drucküberlappungszahl gesteuert werden.
In dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung kann das beschichtete Papier, das normales Siliciumdioxid oder ähnliches, wie oben beschrieben, die Bilddichte, die mit der einer elektrofotografischen Aufzeichnung vergleichbar ist, bei einer Farbstoffhaftmenge von 240-280 ng/mm² erzielen. Selbstverständlich kann eine solche Bilddichte aus Gründen, die sich aus dem System selbst ergeben, selbst bei Verwendung des Aufzeichnungssystem und des Verfahrens nach der Erfindung nicht erreicht werden, wenn Papiere verwendet werden, die eine schlechtere Farbbildungsleistung aufweisen (gemäß der Darstellung bei den nicht beschichteten Papieren in den Aufzeichnungsmedien (1), die oben diskutiert wurden). Bei diesen Aufzeichnungsmedien kann jedoch die maximale Bilddichte erzielt werden, wenn die Aufzeichnung als eine Aufzeichnung innerhalb des Umfanges des Systems und des Verfahrens der Erfindung durchgeführt wird, wenn die entsprechenden Aufzeichnungsmedien verwendet werden. Ferner tritt kein Durchschlagen oder ein Kräuseln auf. Bei dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung ist es erforderlich, daß wenigstens bezüglich der Bk Tinte die Farbstoffkonzentration im Bereich von 2,5-4,5 Gew.% liegt. Es ist jedoch selbstverständlich auch bevorzugt, daß die Tinten für die Y, M und C Farben diese Farbstoffkonzentration aufweisen. Gemäß der Entdeckung der Erfinder ist wenigstens für die Bk Tinte notwendig, daß sie so gesteuert wird, daß sie innerhalb des Umfanges der Erfindung liegt, da die Bk Tinte schlechter gegenüber den anderen Tinten ist bezüglich der ersten Auswerfleistung, der Fixierungsleistung, der Lagerstabilität der Tinte und auch der Farbbildungsleistung auf dem Aufzeichnungsmedium.
Gemäß der Erfindung umfaßt der Farbstoff, der in der schwarzen Tinte verwendet wird, kommerziell verfügbare, wasserlösliche Farbstoffe, nämlich saure Farbstoffe, basische Farbstoffe, direkte Farbstoffe sowie Nahrungsmittelfarbstoffe, wobei jeder dieser Farbstoffe verwendet werden kann.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen für die Pulpe, die das Substratpapier aufbaut, welches als Substrat des Aufzeichnungsmediums dient, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird. Bekannte Holzpulpen, wie spezifiziert durch LBKP oder NBKP, werden hauptsächlich verwendet, wobei jedoch auch synthetische Fasern oder Glasfasern auch wahlweise gemischt vorliegen können.
Beispiele von Füllmaterialien für das Substratpapier, das in der Erfindung verwendet wird, umfassen Ton, Talk, Kaolinit, Titanoxid und Calciumcarbonat, die in der Regel verwendet werden. Diese Füllmaterialien werden bei der Erfindung insbesondere in einer Menge von 2-15 %, vorzugsweise von 4-10 % entsprechend dem Aschengehalt nach JIS P-8128 verwendet.
Entsprechend der Entdeckung der Erfinder wird die Ausdehnung oder die Fleckenform der Tintentröpfchen, die an dem Aufzeichnungsmedium haften, in hohem Maße von dem Aschengehalt des Substratpapieres beeinflußt, wenn das Papier dieses Typs verwendet wird. Ein Aschengehalt von weniger als 2 % kann zu einer starken Ausdehnung der haftenden Tintentröpfchen in Richtung der Faser auf der Substratpapieroberfläche führen, was zu einer schlechten Fleckenform führt und zu einer nicht notwendigen, großen Ausdehnung der Tintentröpfchen (d.h. ein Ineinanderverlaufen). Wenn andererseits der Aschengehalt mehr als 15 % beträgt, kann dies zu einem Verlust der Steifheit führen und daneben zu einem nicht erwünschten Auftreten des Ausstäubens des Substratpapieres. Von den obigen Füllmaterialien ist Calciumcarbonat bevorzugt, da es eine besonders gute Fleckenform und Farbbildungseigenschaft zeigt.
Das in der Erfindung verwendete Substratpapier wird durch Verwendung der obigen Materialien hergestellt, wobei wahlweise bekannte Papierherstellhilfsstoffe, Leimmittel, Ausbeuteverbesserungsmittel, Papierverstärkungsmittel usw. verwendet werden können.
Für den Zweck der Verbesserung der Festigkeit, der Glätte, der Wasserresistenz der Oberfläche des Substratpapieres kann das Oberflächenformatpressen, ferner unter Verwendung von bekannten Leimen, wie Stärke, Stärkeoxid und Polyvinylalkohol, durchgeführt werden.
Das so hergestellte Substratpapier kann vorzugsweise ein Stöckigt Klebemaß im Bereich von 0-15 Sekunden, insbesondere im Bereich von 0-10 Sekunden aufweisen. Die Verwendung eines Substratpapieres mit einem Maß von mehr als 15 Sekunden kann zu einem Verlust der Tintenabsorption führen. Das Substratpapier kann ferner vorzugsweise eine Luftpermeabilität aufweisen, die innerhalb des Bereiches von nicht mehr als 90 Sekunden liegt. Ein Substratpapier mit einer Luftpermeabilität von mehr als 90 Sekunden wird ein zu geringes Leerraumvolumen innerhalb des Substratpapieres haben, was zu einem Abfall der Tintenabsorption führt.
Bei dem Aufzeichnungsmedium des Systems und des Verfahrens nach der Erfindung weist die Tintenempfangsschicht, die auf dem obigen Substratpapier vorgesehen ist, ein Pigment und ein hydrophiles Bindemittel auf.
Das Pigment umfaßt bekannte anorganische Pigmente, wie feinpulverisierte Kieselsäure, Ton, Talg, Calciumcarbonat, Calciumsulphat, Bariumsulphat, Titanoxid, Zinkoxid, Tonerde, Satinweiß, Aluminiumsilicat und Lithopon, sowie organische Pigmente, wie Harnstoffharzpartikel. Von diesen Pigmenten wird insbesondere Siliciumdioxid (feinpulverisierte Kieselsäure) oder Tonerde bevorzugt, da die Farbbildungsleistung dadurch verbessert werden kann.
Das gemäß der Erfindung verwendbare, hydrophile Bindemittel umfaßt wasserlösliche Polymere und deren Derivate, wie Stärke, kationische Stärke, Gellatine, Gummiarabicum, Natriumalginat, Cellulosederivate, wie Carboxymethylzellulose und Hydroxyethylzellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Natriumpolyacrlyat und andere acrylische Harze, sowie Wasserdispersionspolymere, wie SBR Latex, MBR Latex, Vinylacetat-Emulsionen und acrylische Emulsionen. Diese Bindemittel haben vorzugsweise ein Molekulargewicht von nicht weniger als 500 und insbesondere von nicht weniger als 1.000.
Das oben beschriebene Pigment sowie das oben beschriebene Bindemittel kann in einem Gewichtsverhältnis von 1/3 bis 5/1, insbesondere von 1/2 bis 3/1 verwendet werden. Die Verwendung des Bindemittels in einem Verhältnis von mehr als 1/3 kann zu einer Erniedrigung der Porosität der Tintenaufnahmeschicht führen, was die Tintenabsorption erniedrigt, so daß das Problem des sogenannten Tropfens entstehen kann, bei dem die an der Oberfläche haftende Tinte ausfließt, bevor sie in die Tintenempfangsschicht absorbiert wird. Dabei kommt sie in Kontakt mit den benachbarten Flecken, was zu einem ungleichen Druck führt. Andererseits kann die Verwendung des Bindemittels in einem Verhältnis von weniger als 5/1 zu einem starken, nicht erwünschten Ausstäubens aus der Tintenempfangsschicht führen.
Bei der Erfindung kann die Tintenempfangsschicht wahlweise Tintenfixierungsmittel enthalten (die Wasserresistenz beeinflussende Mittel) sowie fluoreszierende Aufheller, oberflächenaktive Mittel, Antischauinmittel, pH-Einstellmittel, Mehltau beständige Mittel, ultraviolette Absorptionsmittel, Antioxidantien, etc.
In dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung wird die obige Tintenempfangsschicht vorzugsweise auf dem Substrat mit einem Trockenüberzugsgewicht von 0,5 g/cm², insbesondere von 1-8 g/cm² aufgebracht. Ein Überzugsgewicht von weniger als 0,5 g/cm² kann zu keinem besonderen Effekt führen im Vergleich zu dem Fall, wo keine Tintenempfangsschicht vorgesehen ist. Wenn andererseits eine Tintenempfangsschicht mit einem Überzugsgewicht von mehr als 10 g/cm² verwendet wird, entsteht ein Staubproblem, das durch ein Ausstäuben wie bei den Aufzeichnungsmedien (2), die oben erwähnt worden sind, oder es entsteht das Problem der hohen Herstellungskosten.
Bei dem Aufzeichnungsmedium, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, ist das Pigment, das in dem Substratpapier und in der Tintenaufnahmeschicht enthalten ist, einer der Faktoren, welche die Tintenabsorption beeinflussen. Es ist somit für das Aufzeichnungsmedium, das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, bevorzugt, daß es einen Gesamtaschengehalt von 2-18 Gew.%, insbesondere von 4-15 Gew.% aufweist, wobei der Aschengehalt durch eine Messung gemäß JIS P-8128, wie oben beschrieben, bestimmt wird.
Ein Gesamtaschengehalt von weniger als 2 Gew.% führt zu einer sehr niedrigen Tintenabsorption für die Tintenempfangsschicht und für das Substratpapier sowie zu einem Tropfen und zu einem Ineinanderverlaufen, so daß die Druckqualität herabgesetzt wird. Ein Gesamtaschengehalt von mehr als 18 Gew.% führt zu dem Problem des Ausstäubens, da die Festigkeit der Überzugsschicht herabgesetzt wird, oder es entsteht bezüglich des Substratpapieres das Problem einer geringeren Steifigkeit des Papiers, was zu einer Schwierigkeit bei der Transportleistung innerhalb des Gerätes führt.
Bei der Herstellung des Aufzeichnungsmediums nach der Erfindung wird eine Beschichtungslösung, welche die oben beschriebenen Komponenten enthält, auf die Substratoberfläche gemäß einem der bekannten Verfahren aufgebracht, wie durch Walzenbeschichtung, Glättschaberbeschichtung, Luftbürstenbeschichtung, Gußwalzenbeschichtung und Leimpressung.
Nachdem die Beschichtungslösung auf Wasserbasis, die das Pigment und das Bindemittel enthält, auf das Substrat auf gebracht worden ist, wird eine Trocknung durchgeführt, z.B. mit einem Heißluftofen oder einer erhitzten Trommel. Das Aufzeichnungsmedium nach der Erfindung kann so erzielt werden. Ein Satinage-Hochkalander kann auch benutzt werden, um die Oberfläche der Tintenempfangsschicht zu glätten oder um die Oberflächenfestigkeit der Tintenempfangsschicht anzuheben.
Das System und das Verfahren nach der Erfindung sind ein Aufzeichnungssystem und ein Verfahren, bei dem das obige Aufzeichnungsmedium verwendet wird. Bei diesem Aufzeichnungssystem oder bei dem Verfahren kann die Tinte selbst, die auf das oben beschriebene besondere Aufzeichnungsmedium gemäß der Tintenstrahl-Aufzeichnung aufgebracht wird, eine bekannte Tinte sein. Beispielsweise kann deren Aufzeichnungsmittel ein wasserlöslicher Farbstoff sein, wie ein direkter Farbstoff, ein Säurefarbstoff, ein basischer Farbstoff, ein reaktiver Farbstoff und eine Nahrungsmittelfarbe. Die Tinte weist vorzugsweise Tinten auf, die insbesondere für Tinten des Tintenstrahl-Aufzeichnungssystems geeignet sind und die zu Bildern führen, welche die Fixierungsleistung, die Farbbildungsleistung, die Schärfe, die Stabilität, die Lichtresistenz sowie andere erforderlichen Leistungen erfüllen, wenn sie in Verbindung mit dem obigen Aufzeichnungsmedium verwendet werden. Das Lösungsmittel, das in der Tinte auf Wasserbasis verwendet wird, welche nach der Erfindung verwendet wird, weist Wasser oder ein gemischtes Lösungsmittel aus Wasser und einem wasserlöslichen, organischen Lösungsmittel auf. Insbesondere ist ein gemischtes Lösungsmittel aus Wasser und einem wasserlöslichen, organischen Lösungsmittel bevorzugt, welches als das wasserlösliche, organische Lösungsmittel einen polyhydrischen Alkohol oder dessen Derivate enthält, wodurch verhindert wird, daß die Tinte austrocknet. Als Lösungsmittel wird wenigstens eine Art an Lösungsmittel bevorzugt, welche eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 43 dyn/cm bei 20ºC aufweist, so daß ein Durchschlagen oder ein Kräuseln aufgrund einer Überpenetration nicht auftreten kann. Als Wasser ist insbesondere die Verwendung eines deionisierten Wassers im Vergleich zu gewöhnlichem Wasser mit verschiedenen Ionen bevorzugt.
Die nach der Erfindung zu verwendende Tinte kann wahlweise oberflächenaktive Mittel, Viskositätsmodifizierer und Oberflächenspannungsmodifizierer zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten aufweisen.
In dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung kann die Tintenstrahl-Aufzeichnung für die Durchführung der Aufzeichnung durch Anwendung der obigen Tinte auf das zuvor beschriebene Aufzeichnungsmedium jedes Verfahren sein, solange es ein Verfahren ist, das effektiv die Tinte aus den Düsen freisetzen kann und das die Tinte auf das Zielaufzeichnungsmedium überführt.
Die Erfindung kann das folgende bewirken:
(a) Das System und das Verfahren nach der Erfindung verwendet ein Aufzeichnungsmedium, das eine Tintenaufnahmeschicht hat, die eine große Menge eines Pigmentes enthält, welches den Farbstoff sehr gut einfangen kann, so daß der Farbstoff in den Tintentröpfchen in dem Pigment mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eingefangen und absorbiert werden kann. Dadurch wird die Ausbreitung und die Diffusion der Tinte unterdrückt, wodurch die Fleckenform verbessert werden kann, was wiederum zu einer sehr guten Tintenabsorption, Auflösung, Farbbildungseigenschaft und Farbbildungsdichte führt.
(b) Das in dem System und bei dem Verfahren nach der Erfindung benutzte Aufzeichnungsmedium hat eine sehr gute Tintenabsorption auf dem Substrat selbst sowie eine gute Fleckenform. Damit hat es die gute Leistung von oben (a), es kontaminiert nicht das Innere des Aufzeichnungsgerätes, es führt zu einer geringeren Bildung von Staub, der die Düsen verstopfen kann, und es kann mit geringen Kosten hergestellt werden.
(c) Ferner werden in dem System bei dem Verfahren nach der Erfindung die korrelierten Faktoren, d.h. die Farbstoffkonzentration in der Tinte, die maximale Drucküberlappungszahl, innerhalb spezifischer Bereiche festgelegt. Damit wird es möglich, zur gleichen Zeit die folgenden zwei, sich gegenüberstehenden Ziele zu erreichen:
(i) Die Verhinderung eines Durchschlagens oder Kräuselns, wenn das Papier des Substratpapierabsorptionstyps, wie oben beschrieben, verwendet wird, und
(ii) die Bereitstellung eines Bildes mit einer hohen Bilddichte und einem Farbreproduktionsbereich.

Beispiele

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen weiter beschrieben werden. Im folgenden bedeutet Teil(e) oder "Prozent" entsprechende Gewichtsangaben, sofern nichts besonderes erwähnt ist.

(Herstellung des Aufzeichnungsmediums 1)

(A) Unter Verwendung von 95 Teilen von LBKP mit einem Entwässerungsgrad (C.S.F.) von 370 ml und von fünf Teilen von NBKP mit einem Entwässerungsgrad (C.S.F.) von 370 ml als Pulpe aus niedrigem Material wurden Calciumcarbonat (Handelsname: Escalon Nr. 2000; ein Produkt von Sankyo Seifun K.K.) als Füllmaterial, ein neutrales Leimungsmittel (A.K.D.; ein Produkt von Dick Hercules) und eine kationisierte Stärke miteinander gemischt. Ein Subtratpapier A mit einem Aschengehalt von 6 % und einem geringen Leimungsmaß wurde so erzielt.
Das Stöckigt Klebemaß des Substratpapieres A wurde mit weniger als eine Sekunde bestimmt. Auf das obige Substratpapier A wurde die folgende Beschichtungszusammensetzung durch Stangenbeschichtung aufgebracht, so daß sich ein Trockenbeschichtungsgewicht von 3 g/m² ergab. Anschließend erfolgte eine Trocknung bei 110ºC für 5 Minuten, gefolgt von einer Behandlung mit einem Testsatinage-Hochkalander unter einem linearen Druck von 50 kg/cm. Das Aufzeichnungsmedium 1 wurde auf diese Weise hergestellt. Das Aufzeichnungsmedium 1 wurde als ein Aufzeichnungsmedium bestätigt, das ein Stöckigt Klebemaß von einer Sekunde, eine Dicke von 121 um und eine Luftpermeabilität von 65 Sekunden hat. Diese Bestimmungen wurden gemäß den oben beschriebenen Verfahren durchgeführt.

Beschichtungszusammensetzung:

Fein verteilte Tonerde 10 Teile
(Aerosil Aluminum Oxide C; ein Produkt von Degussa Co., Ltd.)
Polyvinylalkohol 5 Teile
(PVA-110; ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.)
Wasser 85 Teile

(Herstellung des Aufzeichnungsmediums 2)

(B) Unter Verwendung der gleichen Pulpe mit den gleichen Materialien wie in dem Substratpapier A wurden Calciumcarbonat (Escalon Nr. 2000; ein Produkt von Sankyo Seifun K.K.) als Füllmaterial, ein neutrales Leimmittel (A.K.D.), eine kationisierte Stärke und ein Acrylamidharz (Handelsname: X Coat P-130C; ein Produkt von Seiko Chemical Co., Ltd.) miteinander gemischt. Das Substratpapier B mit einem Aschengehalt von 9 % und einem geringen Leimmaß wurde so erzielt.
Das Stöckigt Klebemaß des Substratpapieres B wurde mit 3 Sekunden bestimmt.
Auf das obige Substratpapier B wurde die folgende Beschichtungszusammensetzung mit einer Stangenbeschichtung aufgebracht, so daß sich ein Trockenüberzugsgewicht von 6 g/m² ergab. Anschließend erfolgte eine Trocknung bei 110ºC für 5 Minuten, gefolgt von einer Behandlung mit einem Testsatinage-Hochkalander unter einem linearen Druck von 50 kg/cm. Auf diese Weise wurde das Aufzeichnungsmedium 2 hergestellt.
Das Aufzeichnungsmedium 2 wurde als ein Aufzeichnungsmedium bestimmt, welches ein Stöckigt Klebemaß von 4 Sekunden, eine Dicke von 110 um und eine Luftpermeabilität von 57 Sekunden hat. Diese Bestimmungen wurden mit den zuvor beschriebenen Verfahren durchgeführt.

Beschichtungszusammensetzung:

Fein verteilte Tonerde 10 Teile
(Finesil X-37; ein Produkt von Tokujama Soda Co., Ltd.)
Polyvinylalkohol 5 Teile
(PVA-110; ein Produkt von Kuraray Co., Ltd.)
Wasser 85 Teile
Die folgende Tinte wurde als Aufzeichnungslösung hergestellt, um eine Aufzeichnung auf dem obigen Aufzeichnungsmedium durchzuführen.
Bk Tinte:
C.I. Food Black 2 x Teile
Diethylenglycol 30 Teile
Wasser (70 - x) Teile
Eine Aufzeichnung wurde auf dem obigen Aufzeichnungsmedium durchgeführt, wobei ein Aufzeichnungsgerät des Blasstrahlsystems verwendet wurde, bei dem vier Sätze von Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen vorlagen, die jeweils 128 Düsenlinien in Intervallen von 15,7 Linien pro 1 mm hatten. Die Temperatur dieser Aufzeichnungsköpfe wurde durch ein externes Heizgerät so gesteuert, daß sie in drei Stufen von 30ºC, 35ºC und 45ºC vorlag. Ein Einzelfarb-Festdruck mit der Bk Tinte wurde durchgeführt, um die Tintenhaftmenge zur Zeit des Druckens aus der Menge des Tintenverbrauches zu bestimmen und um den Durchschnittsdurchmesser der ausgeworfenen Tröpfchen für jeden Fall zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Aufzeichnungsverfahren Temperatur des kopfes Tintenhaftmenge (einfache Farbe) Durchschnittlicher Tröpfchendurchmesser
Bei den entsprechenden Aufzeichnungsverfahren (1) bis (3), die unter Verwendung des obigen Aufzeichnungsgerätes durchgeführt wurden, wurden gleiche Bilder (Festdrucke), die jeweils zu einer maximalen Drucküberlappungszahl von 2,0; 2,3 oder 2,7 führten, auf die Aufzeichnungsmedien 1 und 2 gedruckt. Das Maß des Durchschlagens an den maximalen Drucküberlappungsbereichen wurde bestimmt.
Als Y, M und C Tinten wurden solche verwendet, die jeweils die gleiche Zusammensetzung wie die der obigen Bk Tinte hatten mit Ausnahme der folgenden Farbstoffe. Die verwendeten Tinten hatten alle eine Farbstoffkonzentration von 3 % (x = 3).
Y Tinte: C.I. Direct Yellow 86
M Tinte: C.I. Acid Red 35
C Tinte: C.I. Direct Blue 86
Das Durchschlagen wurde durch Bestimmung der Bilddichte (O.D.) unter Verwendung eines Macbeth Densitometers RD-918 bestimmt. Der O.D. Wert wurde durch Subtraktion des O.D.
Wertes an den weißen Grundbereichen des Aufzeichnungsmediums erzielt. Der so erhaltene Wert wurde als Durchschlags-O.D. Wert gekennzeichnet.
Für die Auswertung des Durchschlagens wurde zur gleichen Zeit ferner eine organoleptische Auswertung basierend auf einer visuellen Beobachtung durchgeführt. Wenn visuell kein Durchschlagen beobachtet wurde, ist dies als A gekennzeichnet. C deutet den Fall an, wo ein deutliches Durchschlagen beobachtet wurde. Mit B ist ein teilweises, fleckenähnliches Durchschlagen gekennzeichnet.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Durchschlagen Aufzeichnungsverfahren Maximale Drucküberlappungszahl Maximale Tintenhaftmenge Aufzeichnungsmedium O.D. V.O.* * Visuelle Beobachtung
Unter Verwendung von jeweils einer Bk Tinte mit x = 1,5; 3; 4 oder 5 wurde ein Bk Einzelfarb-Festausdruck auf den Aufzeichnungsmedien 1 und 2 jeweils bezüglich den obigen Aufzeichnungsverfahren (1) bis (3) durchgeführt. Der O.D. an den ausgedruckten Bereichen wurde in ähnlicher Weise unter Verwendung des Macbeth Densitometers RD-918 gemessen.
Die erste Auswurfleistung wurde auf den Drucken auch ausgewertet, wobei der Druck unter Verwendung des obigen Aufzeichnungsgerätes und bei 150ºC und 10 % RH und unter Verwendung einer Bk Tinte von x = 1,5; 3; 4 oder 5 durchgeführt wurde. Die Auswertung erfolgte durch Bestimmung des Zustandes des Auswerfens, wenn der Druck ohne Durchführung einer Wiederherstellung gestartet wurde, nachdem die Spitzen der Kopfdüsen für 1,5 Minuten unter der gleichen Umgebung offengelassen wurden.
Wenn ein normaler Druck erzielt worden ist, wurde dies mit A ausgewertet. Wenn die Drucke verwischt waren aufgrund eines Nicht-Auswerfens zu Beginn des Drucks, wurde dies mit C bestimmt.
Die Ergebnisse der Auswertung von O.D. und von der ersten Auswerfleistung sind zusammen in der Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Aufzeichnungsverfahren Farbstoffdichte der Tinte (x) Aufzeichnungsmedium Gesamtauswertung Erste Auswurfleistung
Bilder mit einer O.D. von 1,35 oder mehr hatten das gleiche Niveau wie solche, die durch Elektrofotografie erzielt werden.
Als eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird weiter unten ein Beispiel gezeigt, bei dem die Menge und der Typ des Lösungsmittels in der Aufzeichnungslösung verändert worden ist.
Die folgende Tinte wurde als Aufzeichnungslösung hergestellt, um eine Aufzeichnung auf dem obigen Aufzeichnungsmedium herzustellen.
Bk Tinte:
C.I. Food Black 2 3 Teile
Diethylenglycol x Teile
Wasser (97 - x) Teile
Mit den entsprechenden Aufzeichnungsverfahren (2) und (3), die unter Verwendung des obigen Aufzeichnungsgerätes durchgeführt wurden, wurden gleiche Bilder (Festdrucke), die jeweils eine maximale Drucküberlappungszahl von 2,0 ergaben, auf die Aufzeichnungsmedien 1 und 2 gedruckt, wobei jeweils die Bk Tinte verwendet wurde, bei der x 10 und 35 ist. Das Maß des Durchschlagens bei den maximalen Drucküberlappungsbereichen und die erste Auswerfleistung wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Durchschlagen Aufzeichnungsverfahren Maximale Tintenhaftmenge Lösungsmittelmenge Aufzeichnungsmedium O.D. V.O.* Erste Auswurfleistung * Visuelle Beobachtung
Die folgende Tinte wurde auch als Aufzeichnungslösung hergestellt, um eine Aufzeichnung auf dem obigen Aufzeichnungsmedium durchzuführen.
Bk Tinte:
C.I. Food Black 2 3 Teile
Lösungsmittel 30 Teile
Wasser 67 Teile
Unter Verwendung einer Bk Tinte, in der ein Lösungsmittel mit einer Oberflächenspannung von nicht weniger als 43 dyn/cm bei 20ºC verwendet wurde, wurde das obige Aufzeichnungsverfahren (3) auf den Aufzeichnungsmedien 1 und 2 durchgeführt. Das Maß des Durchschlagens bei den Bereichen der Drucküberlappungszahl 2 sowie die erste Auswerfleistung wurden bestimmt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 Aufzeichnungsverfahren: (3) Maximale Tintenhaftmenge: 19,0 nl/mm² Durchschlagen Typ des Lösungsmittels Oberflächenspannung des Lösungsmittels Aufzeichnungsmedium O.D. V.O.* Erste Auswurfleistung Ethylenglycol Glycerin Triethylenglycol Thiodiglycol
Die Gesamtauswertung der obigen Resultate sind in der Tabelle 6 zusammenfassend aufgeführt. In der Tabelle 6 gehören die Ergebnisse in den Rahmen zu den Beispielen der Erfindung. Tabelle 6 Maximale Drucküberlappungszahl Aufzeichnungsverfahren Maximale Tintenhaftmenge: Farbstoffkonzentration der Tinte:
* Einzelfarbenhaftmenge: 5,6 nl/mm²
Tröpfchendurchmesser: 35 um
** Einzelfarbenhaftmenge: 7,8 nl/mm²
Tröpfchendurchmesser: 39 um
*** Einzelfarbenhaftmenge: 9,5 nl/mm²
Tröpfchendurchmesser: 42 um
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem wird bereitgestellt, wobei Tröpfchen von Tinten auf Wasserbasis einer gelben Tinte, einer Magenta-Tinte, einer Cyan-Tinte und einer schwarzen Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium zugeführt werden, welches ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht hat, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres aufweist, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, und das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß im Bereich von 0-15 Sekunden hat, um die Aufzeichnung durchzuführen, wobei:
wenigstens eine Tinte mit einer Farbstoffkonzentration in dem Bereich von 2,5-4,5 Gew.% als schwarze Tinte verwendet wird, und
die Aufzeichnung mit einer maximalen Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und mit einer maximalen Drucküberlappungszahl in dem Bereich von 2-2,5 durchgeführt wird.

Claims

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem mit Tinten auf Wasserbasis, die eine gelbe Tinte, eine Magenta-Tinte, eine Cyan-Tinte und eine schwarze Tinte sind, und mit einem Aufzeichnungsmedium, das ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht hat, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres aufweist, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, wobei das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß in dem Bereich von 0-15 Sekunden hat, worin:

die schwarze Tinte wenigstens eine Tinte mit einer Farbstoffkonzentration in dem Bereich von 2,5-4,5 Gew.% ist und

das Maximum der Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und die maximale Drucküberlappungszahl in dem Bereich von 2-2,5 liegt.

2. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Dicke in dem Bereich von 90-140 um hat.

3. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Luftpermeabilität von nicht mehr als 100 Sekunden hat.

4. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, wobei das Aufzeichnungsmedium einen Gesamtaschengehalt in dem Bereich von 2-18 Gew.% hat.

5. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht des Aufzeichnungsmediums Partikel aus Siliciumdioxid und/oder Tonerde enthält.

6. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem mit Tinten auf Wasserbasis, die eine gelbe Tinte, eine Magenta-Tinte, eine Cyan-Tinte und eine schwarze Tinte sind, und mit einem Aufzeichnungsmedium, das ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht hat, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres aufweist, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, wobei das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß in dem Bereich von 0-15 Sekunden hat, worin:

die schwarze Tinte eine Tinte ist, die einen Farbstoff in dem Bereich von 2,5-4,5 Gew.% und ein Lösungsmittel in dem Bereich von 1-40 Gew.% enthält, wobei das Lösungsmittel eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 43 dyn/cm bei 20ºC aufweist, und

die maximale Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und die maximale Drucküberlappungszahl in dem Bereich von 2-2,5 liegt.

7. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 6, wobei das Lösungsmittel wenigstens ein organisches Lösungsmittel ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Glycerin und Thiodiglykol besteht.

8. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 6, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Dicke in dem Bereich von 90-140 um hat.

9. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 6, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Luftpermeabilität von nicht mehr als 100 Sekunden hat.

10. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 6, wobei das Aufzeichnungsmedium einen Gesamtaschengehalt in dem Bereich von 2-18 Gew.% hat.

11. Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem nach Anspruch 6, wobei die Oberflächenschicht des Aufzeichnungsmediums Partikel aus Siliciumdioxid und/oder Tonerde enthält.

12. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei Tröpfchen von Tinten auf Wasserbasis, die eine gelbe Tinte, eine Magenta-Tinte, eine Cyan-Tinte und eine schwarze Tinte sind, einem Aufzeichnungsmedium zugeführt werden, welches ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht hat, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres aufweist, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, und wobei das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß in dem Bereich von 0-15 Sekunden hat, um die Aufzeichnung durchzuführen, worin

wenigstens eine Tinte mit einer Farbstoffkonzentration in dem Bereich von 2,5-4,5 Gew.% als die schwarze Tinte verwendet wird und

die Aufzeichnung durch Zuführung der Tröpfchen der Tinten auf das Aufzeichnungsmedium mit einer maximalen Tintenhaftmenge in dem Bereich von 14 nl/mm² bis 20 nl/mm² und mit einer maximalen Drucküberlappungszahl in dem Bereich von 2-2,5 durchgeführt wird.

13. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 12, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Dicke in dem Bereich von 9-140 um hat.

14. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 12, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Luftpermeabilität von nicht mehr als 100 Sekunden hat.

15. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 12 wobei das Aufzeichnungsmedium einen Gesamtaschengehalt in dem Bereich von 2-18 Gew.% hat.

16. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Oberflächenschicht des Aufzeichnungsmediums Partikel aus Siliciumdioxid und/oder Tonerde enthält.

17. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, wobei Tröpfchen von Tinten auf Wasserbasis, die eine gelbe Tinte, eine Magenta-Tinte, eine Cyan-Tinte und eine schwarze Tinte sind, einem Aufzeichnungsmedium zugeführt werden, welches ein Substratpapier mit einer Oberflächenschicht aufweist, die ein Pigment und eine fibröse Substanz des Substratpapieres hat, welche in einem gemischten Zustand vorliegen, und wobei das Aufzeichnungsmedium ein Stöckigt Klebemaß in dem Bereich von 0-15 Sekunden hat, um die Aufzeichnung durchzuführen, worin:

eine Tinte als schwarze Tinte verwendet wird, die einen Farbstoff mit 2,5-4,5 Gew.% und ein Lösungsmittel mit 1-40 Gew.% enthält, wobei das Lösungsmittel eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 43 dyn/cm bei 20ºC aufweist, und

18. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 17, wobei das Lösungsmittel wenigstens ein organisches Lösungsmittel ist, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Glycerin und Thiodiglycol umfaßt.

19. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 17, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Dicke in dem Bereich von 90-140 um hat.

20. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 17, wobei das Aufzeichnungsmedium eine Luftpermeabilität von nicht mehr als 100 Sekunden hat.

21. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 17, wobei das Aufzeichnungsmedium einen Gesamtaschengehalt in dem Bereich von 2-18 Gew.% hat.

22. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 17, wobei die Oberflächenschicht des Aufzeichnungsmediums Partikel aus Siliciumdioxid und/oder Tonerde enthält.