JP2000289192A - 印刷方法、画像形成装置及び印刷装置 - Google Patents
印刷方法、画像形成装置及び印刷装置Info
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Abstract
像を形成する。 【解決手段】 基板上に無色トナーを積層する工程と、
基板と前記無色トナー上に少なくとも1つのインク画像
を積層する工程と、前記基板上に形成されたインク画像
を固定する工程と、を有する印刷方法である。
Description
理された受容シートおよびこれらによる画像化方法に関
する。特に、本発明は、カラー印刷装置、無色のトナー
や必要に応じて他の印刷品質性能を高める添加剤が前も
って処理された受容シート又は受容基板、およびハイブ
リッド静電複写−インクジェット印刷方法を改善し、ま
たイメージ特性を改善するこれらの画像化方法に関す
る。
12月8日に特許された米国特許第5,847,738
号には、安定性を改善するために印刷された画像上にオ
ーバーコートを形成する方法が開示されている。
許された米国特許第5,321,467号には、異なる
方法で記録するために複数の異なる画像形成ユニットか
らなる画像形成装置が開示されている。
に特許された米国特許第5,729,785号には、記
録媒体上に画像を形成する画像形成装置が開示されてい
る。この画像形成装置は、第1画像形成装置を用いて記
録媒体上に画像を形成するために記録媒体を搬送するた
めの第1搬送路と、第1画像形成装置の方法と異なる画
像形成方法に従って画像を形成するために第2画像形成
装置を用いて記録媒体上に画像を形成するための第2搬
送路と、第1画像形成装置及び第2画像形成装置を用い
て記録媒体上に画像を形成するために記録媒体を搬送す
る第3搬送路と、第1搬送路を用いる第1搬送モードと
第2搬送路を用いる第2搬送モードと第3搬送路を用い
る第3搬送モードから1つモードを選択して設定する設
定装置と、を含む装置である。
997年3月18日に特許された米国特許第5,61
2,777号には、カラー画像を作るための装置と方法
が開示されている。このカラー画像は、材料と、ぞんざ
いな取り扱いや光の中の紫外線照射に晒されることによ
る破壊から画像を保護する疎水性のポリマーバインダと
を含む耐光性を有する組成物によって被覆されている。
許された米国特許第4,997,697号には、画像を
受容する又は含む透明基板材料が開示されている。この
透明基板は、支持基板ベースと、この基板の一方側又は
両側に被覆された静電気防止ポリマー層と、静電気防止
層の一方側又は両側に含まれたトナー受容ポリマー層
と、を含む。上記静電気防止ポリマー層のポリマーは、
親水性セルロース成分を含み、上記トナー受容ポリマー
層のポリマーは、疎水性セルロースエーテル類、疎水性
セルロースエステル類、又はこれらの混合物を含み、ト
ナー受容層は接着成分を含む。
無色トナー−インク印刷装置及び印刷方法は、マルチカ
ラーノンインパクト方式の印刷、例えばサーマルインク
ジェット(TIJ)、バブルジェット(登録商標)、衝
撃マーキング、デジタルシステムを含む音響インク印刷
システムにおいて高品質−低コストの結像(イメージン
グ)及び印刷方法を含む多くの用途に有効である。
いて、画像品質及び画像安定性を改善する必要がある。
これら及び他の改善は、本発明の実施形態でなし得る。
下の方法を有する。
ナー組成物を積層する工程と、無色トナー及び基板上に
少なくとも1種のインク画像を積層する工程と、前記基
板上に形成されたインク画像を融解する工程と、を含
む。
側に荷電するための荷電装置と、基板を荷電している間
に荷電された無色トナーを基板の画像のある側に積層す
るためのノンイメージング現像ハウジングと、前記基板
上に存在する無色トナー上に着色されたインク画像を積
層するためのインク画像形成装置と、前記基板に組み合
わせて積層されたインク画像と無色トナーとを融解する
ための融解部材と、を含む。
よび耐久性、例えば汚れ(smear)や磨耗に対する
耐久性に高い度合いを示す高耐光性カラー画像を形成す
ることに関する。ここで開示するように、そのような画
像は、受容基板上にインク画像を形成することによって
作成される。上記受容基板は、その上に無色のトナー粒
子の融解していない層が積層されており、その後前記受
容基板にインク画像と無色トナーを組み合わせて定着さ
せる。
記録方法を提供する。この画像記録方法は、基板上に無
色トナー組成物を積層する工程と、無色トナー及び受容
体上に少なくとも1種のインク画像を積層する工程と、
前記基板上に形成されたインク画像を融解する工程と、
を含む。
いう)の画像のない側は、実質的に完全に、例えば無色
トナー粒子を受容基板の反対側または画像受容側上に積
層する間、コロナ放電によって荷電することができる。
本実施の形態において、前記受容基板上にインク画像を
積層する間および前記荷電された受容基板への融解して
いない無色トナーの積層又は接着を促進するためには、
無色トナーは、受容基板の画像のない側に荷電される極
性と反対極性を有することが好ましい。積層された無色
トナー粒子およびその後のインク画像と無色トナー粒子
との組み合わせは、融解する前に、ファンデルヴァール
ス力によって前記受容基板に付着することが好ましい。
は、受容基板上に実質的に完全におよび均一に積層する
ことができる。というのは、無色トナーは、受容基板に
対する無色トナーの実質的に完全でかつ均一な被覆割合
で、受容基板上に積層することができる。または、無色
トナー粒子は、無色トナー粒子によって完全に被覆され
ていない受容基板を得るように、選択的に受容基板上に
積層することができる。すなわち、例えば各々の見当合
わせ誤りを捕まえるために、トナーとインクの積層工程
での見当合わせ寛容度(latitude)を拡張する
ことによって、また無色トナーによって受容基板の被覆
された部分のみとすることによって、インクを積層する
つもりの領域より僅かに過剰部分の受容基板上に選択的
に無色トナーを積層することができる。本実施の形態に
おいて、無色トナーは、受容基板の画像のない側に電荷
を印加すると同時に、受容基板の画像側上に積層するこ
とが好ましい。本実施の形態において、典型的な無色ト
ナー積層レベル、すなわち単位面積当たりのトナー量
(TMA)は、約0.1mg/cm2から約10mg/
cm2、好ましくは約0.4mg/cm2から約2.0m
g/cm2、より好ましくは約0.4mg/cm2から約
1.0mg/cm2である。
方法は、シングルパスで形成された単一インク画像を含
むことができ、または受容基板上に多数のインク画像、
例えば約2〜約1,000インク画像、好ましくは約2
〜約100画像を、インク積層形成ステーションを介し
て1つ以上のパスにて形成することができる。好ましい
実施の形態では、インク積層およびインク画像形成は、
周知のインクジェット装置を用いて射出することにより
成し得る。
の混合物のような着色剤を含むインク画像を形成するた
めに選択された。受容基板は、例えば紙、透明部材、プ
ラスチック類、重合体フィルム、処理されたセルロース
類、木材およびこれらの混合物、更にこれらに任意添加
剤が塗布されたものから選択することができる。任意添
加剤は、例えば、耐光性が改良された化合物や、紫外線
吸収化合物および酸化防止剤のような安定性を高める化
合物や、冷却カール制御のためのトリメチルプロパンの
ような耐カール化合物や、親水性化合物や、ポリエチレ
ンオキシドおよびプロピレンオキシドポリマー類や、非
イオン、アニオン、カチオン、両性イオン化合物を含む
低HLB(0〜6)化合物のような界面活性剤や、キサ
ンタンガム、寒天、グアール、レシチンおよび類似の物
質のようなインクゲル化剤や、これらの混合物を含むこ
とができる。上述の添加剤は、水溶性のベースインク調
製物を積層および保持するために、無色トナーを処理さ
れた受容シートにより確実に定着するように機能する。
無色トナーは、実質的に無色樹脂粒子から構成すること
ができる。無色樹脂粒子は、本願で示すような従来の周
知の物質を用いて構成することができる。無色トナーで
処理された受容基板上に形成されたインクジェット画像
は、ここで示すように、実質的にエッジ鋭さや内部色の
滲みだし防止のような画像欠点、ステッチ斑、類似の欠
点を減少される、又は排除されている。
み合わせて融解することは、例えば熱、光、圧力および
これらの組み合わせを含む周知および従来の融解方法論
によって達成できる。
する。本発明の画像形成装置は、受容基板の画像のない
側を荷電するための荷電装置と、前記荷電された受容基
板の画像側上へ荷電された無色トナーを積層するための
ノンイメージング現像ハウジングと、前記受容基板上の
無色トナー上に1種以上の彩色インク画像を積層させる
ためのインク画像形成装置と、前記受容基板の無色トナ
ー上の積層されたインク画像を溶融するための溶融部材
と、を含む。
ベヤと、前記受容基板を荷電及び無色トナー積層装置エ
リアへ運び、次いでインク画像形成装置エリアに運び、
その後溶融エリアに運ぶ搬送路と、を含むことができ
る。
上のノズルからインク又はインク類が吹き出すインク−
ジェット画像形成装置であることが好ましい。インクジ
ェットアセンブリは、例えば1つ以上のノズルと連絡さ
れたインク溜を有することができる。
る。本発明の印刷装置は、画像受容基板の画像のない側
を荷電するために用いられる充電器又は荷電装置と、受
容基板上に無色トナーを積層するために用いられる現像
ハウジングと、ここで、前記トナーは、前記充電器によ
って同時に荷電される前記受容基板の反対側に積層さ
れ、無色トナーは、前記受容基板の画像のない側へ印加
される電荷の極性又はサインと反対の極性又はサインを
有し、前記受容基板上の前記無色トナーに好ましくは制
御可能にインクを運ぶために用いられるインクジェット
アセンブリと、前記受容基板に実質的に耐久的にインク
画像及び無色トナーを付着させるための溶融装置と、前
記充電器と現像ステーションとの間、インクジェットア
センブリ、最終的に溶融装置に画像受容基板を連続して
搬送するコンベアと、を有する。また、前記コンベア
は、前記充電器と現像ステーション、インクジェットア
センブリ及び溶融装置に、受容基板の位置又は所在が近
づくように連続的に駆動するよう形成されている。
エステル類、ポリビニルアセテート、ビニルアルコール
−ビニルアセタール共重合体及びこれらの混合物のよう
なクリアな樹脂トナーと、(2)ハロゲン化アルキルピ
リジニウム類、塩化セチルピリジニウム、4級アンモニ
ウムサルフェート化合物又は第4級アンモニウムスルホ
ネート化合物のような任意の荷電制御添加剤と、(3)
シリカ、ポリエチレンワックス類等のような任意表面添
加剤と、(4)ポリビニルアルコール、ポリアクリル
酸、メチルセルロース、ポリオキシエチレンラウリルエ
ーテルなどの非イオン界面活性剤のような任意の界面活
性剤と、(5)1,2−ヒドロキシ−4−(オクチルオ
キシ)ベンゾフェノンなどような耐光性誘導剤と、を含
むことができる。好ましくは、バインダーは、優れた耐
磨耗性を有する最終品のトナー画像を提供するためにポ
リカーボネートを含む。
る。市販の有効な内的に及び外的に表面がサイジングさ
れた紙類として示された具体例は、ジアゾ(Diaz
o)紙、グレートレークス(Great Lakes)
オフセットのようなオフセット紙、コンサーヴァツリー
(Conservatree)のようなリサイクル紙、
オートミメオ(Automimeo)のようなオフィス
紙、エディ(Eddy)液体トナー用紙、及びネコオサ
(Nekoosa)、チャンピオン、ウィギンスティー
ぺ(Wiggins Teape)、キンメネ(Kym
mene)、モード(Modo)、ドムター(Domt
ar)、ヴィーシルオト(veitsiluoto)、
サンヨー(Sanyo)のような企業から入手できるコ
ピー用紙、及びシャラーテクニカルペーパース(Sch
oller Technical Papers)など
の被覆されたベース紙を含む。実質的に透明な基板部材
の例として、マイラー(MYLAR、登録商標)が挙げ
られる。基板は、テスリン(TESLIN、登録商標)
のような不透明なプラスチック類を含む不透明なもので
もよい。充填されたプラスチック類は、基板としても、
特に「破れない紙」の記録シートを作成するのに必要な
基板として用いることができる。
e)は、インクジェット及び関連する印刷処理に関する
印刷欠点であり、この欠点は、ベタ組(solid)領
域印刷において容易に観察することができ、より明るい
領域又はインクのない隙間の可視行に出現又は形成され
る、帯状又は道状に不均一なものである。サーマルイン
クジェットインクを用いて紙面上にベタ組領域に印刷す
る場合、ステッチ斑現象は、印刷帯状間にステッチ又は
境界線に沿って生じる。インクの被度は、均一に分配さ
れず、またインクは、ステッチを横切るように、見た目
により明るい領域又はインクのない領域のような帯状の
間に、いわゆる「ステッチライン」を形成するように、
でこぼこに散乱してしまう。このステッチ斑現象は、印
刷領域の開始時のみに不均一になったり又はむらが生じ
たり、しかし連続して印刷する際には消えてしまい、他
の印刷欠点とは異なる。ステッチ斑は、一般に少なくと
もいくらかの範囲で、ステッチライン、すなわち帯状間
の全長を横切るように現れ、一般に長く印刷する際に消
滅したり又は消えたりしない。ステッチ斑欠陥の範囲
は、いくつかの手段、例えば、可視観察による判断され
ることによって及び訓練された観察者によって採点する
ことによって評価される。前述の採点方法では、例えば
1〜5の換算目盛り上で、1はステッチ斑による最悪の
画像品質、3は中間ステッチ斑であり、5は最良画像品
質であって本質的にステッチ斑欠陥を示さないものをい
う。本発明は、ステッチ斑欠陥の発生を顕著に減少させ
る又は消失させることができる。
は、受容基板がインクジェットインクを受容する前に完
了することが好ましく、無色トナーの積層が受容基板の
画像のない側に荷電されると同時に成されることが好ま
しい。また、本実施の形態において、受容シート処理
は、受容基板がインクジェットインクを受けると同時に
完了することができる。好ましい実施の形態において、
受容シート処理は、インク画像領域を含む領域を作るこ
とができる。また、受容シート無色トナー処理は、例え
ばインクジェット帯と直接隣接する領域のような、イン
ク画像領域と隣接する領域になされるべきである。
明部材、プラスチック類、ポリマーフィルム、処理され
たセルロース類、木材及び同様の部材のような公知のイ
ンクジェット受容部材を用いることができ、基板に形成
されたインクジェット画像が約15秒以下、例えば約1
秒〜約15秒で乾燥するものが好ましい。
任意の機能添加剤、例えばアルキルアリールポリエーテ
ルアルコール及びその誘導体を含むことができる。界面
活性剤は、例えばインク混合物総重量に対して約0.0
1重量%〜約5重量%、好ましくは約0.01重量%〜
2.5重量%含有することができる。
物剤、湿潤剤、キレート剤、粘度調整剤など、及びこれ
らの混合物のような、公知の機能的又は価値を高める添
加剤を含むことができる。他の任意の添加剤は、ブチル
カルビトール類及びラウリル硫酸ナトリウムのようなイ
オン性界面活性剤のような助剤を含む。
性液体ビヒクル、色剤及び任意の機能添加剤を含むよう
な、従来の成分を含むことができる。
μm〜1μmの直径を有する分散において残留粒子の体
積平均直径が、粒子の少なくとも約75%、例えば約7
0%〜約90%が約0.15μm以下の直径、すなわち
例えば約0.01μm〜約0.14μmの直径を有する
粒子サイズ分布を有している。特に、本発明のインク
は、水、少なくとも1色の色剤、アルキレングリコール
及び他の公知のインク添加剤並びに同様の剤を主に含
む。上述の色剤としては、例えば顔料粒子、特にカーボ
ンブラックが挙げられ、アルキレングリコールとして
は、例えばエチレングリコールが挙げられ、他の公知の
インク添加剤としては、例えば殺生物剤、スルホランな
どが挙げられる。また、本発明は、ステッチ斑印刷欠陥
を実質的に減少させる又は消滅させるような画像様式
で、基板にインクを塗布する工程を有する高解像度印刷
方法に関する。
の溝幅又は直径の少なくとも1つのノズルを有するプリ
ンタにおいて、少なくとも20秒間、例えば約20秒〜
約40秒の潜伏期間(latency)を有する。ここ
で、インクは、沈殿又はゼリー状になることなく、周囲
の状況で密閉貯蔵されて1年まで、延長された期間にお
いて安定に留まっている。
び本願におけるカラー印刷で塗布するための色づけされ
た顔料、およびこれらの混合物のような顔料とすること
ができる。また、色剤粒子は、総インク混合物に対し
て、約1〜約20重量%、好ましくは約2〜約7重量%
の範囲で選択することができる。また、色剤も、1種以
上の染料化合物を含んでもよく、また顔料に加えて1種
以上の染料化合物を含んでもよい。上記1種以上の染料
化合物は、最終インク処方において少なくとも薄くまた
は実質的に溶解しており、総インク混合物に対して、約
0.1〜約15重量%、好ましくは約0.1〜約10重
量%の量で存在することができる。色剤が顔料の場合に
は、約0.05〜約10μm、好ましくは約0.05〜
約5μm、更に好ましくは約0.05〜約4μmの総イ
ンク処方に好ましい顔料粒子サイズを選択する。カーボ
ンブラック分散物が色剤として選択された場合、好まし
い粒子サイズの分布は、約0.05〜約0.2μmの直
径を有する粒子を少なくとも約90重量%、約0.2〜
約2.0μmの直径を有する粒子をバランス量となって
いる。
くは顔料であるが、顔料や顔料類を加えた色剤または複
数の顔料に代えて顔料組成物でないものを用いることが
できることは当業者であれば容易に理解されよう。顔料
は、好ましくはカーボンブラック、例えばシアン、マゼ
ンタ、黄色、赤、青、緑、茶およびこれらの混合物を含
む他の顔料、およびこれらに類似するものが挙げられ
る。本願発明に用いられる好ましいカーボンブラック顔
料は、レバニル(LEVANYL)(登録商標)、カボ
ジェット(CBOJET)300(登録商標)(カボー
ト社(CabotCorporation)製)、フレ
ームブラック(FLAME BLACK)(登録商標)
のカーボンブラック(プロラボ社(Prolabo C
orporation)製)を含む。
めにインクに添加することができる。また、この重合実
行添加剤は、アラビアゴム、ポリアクリル酸塩類、ポリ
メタクリル酸塩類、ポリビニルアルコール類、ヒドロキ
シプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
ポリビニルピロリジノンのような水溶性ポリマーを含
む。
くは約0.001〜約8重量%、より好ましくは約0.
01〜約5重量%の量でインクに存在させることができ
るが、重合添加剤の量は、この範囲外であってもよい。
ては、デュイシル(DOWICIL)150のような殺
生物剤、酸または塩基のようなpH制御剤、リン酸塩
類、カルボン酸塩類、亜硫酸塩類、アミン塩類およびこ
れらに類似するものが含まれ、0〜約1重量%、好まし
くは約0.01〜約1重量%の量でインクに含まれる
が、量はこの範囲外であってもよい。
特許第5,223,026号および5,207,825
号に例示されている。
来の方法およびそれらの変形された方法によって調製す
ることができる。
測定される特性には、潜在時間またはキャップを取り除
く時間(latency or decap tim
e)がある。この潜在時間またはキャップを取り除く時
間は、インクを空気にさらし、次いで目標物に向かって
インク滴を発射可能にするために、インクがプリントヘ
ッド開口またはノズルに流体を残す時間の長さをいう。
本願発明のインクは、約1〜約20秒、好ましくは約2
5〜約100秒の噴射潜在時間を有する。
アズ)〜約5.0cPであり、大気下においてインクジ
ェットプリント工程で普通紙に噴射する際に、約15秒
以下の乾燥時間を示した。インク組成物の粘度は、好ま
しくは約3.0センチポアズ(cP)以下、より好まし
くは約2.5cP以下、更に好ましくは約2cP〜約
2.8cPである。
いて、ここで開示され、示されたインク組成物によって
画像を現像する工程を含むイメージング方法を提供す
る。具体的なイメージング方法は、画像幅様式で受容基
板に塗布する工程を有し、前記受容基板は、少なくとも
1つのノズルの溝幅または溝径が約1.0〜約4μmで
あるインクジェットプリンタにより無色のトナーで前処
理されている。ここで、高解像度を得るために、例え
ば、好ましいインクジェットプリンタ装置は、サーマル
インクジェットプリント方法を採用し、インク滴は、イ
ンクを選択的に加熱することによって発射させることが
できる。また、高解像度、例えば300スポット/イン
チ(spi)、好ましくは600spiに調整され、発
射はオン−デマンド(on−demand)で行われる
ことが好ましい。また、本願発明は、インクジェットプ
リント装置に1種以上のインク組成物を注入する工程
と、インク組成物の滴を画像幅パターンで、無色トナー
が付着した層を有する受容基板に発射する工程と、を有
する。上記基板としては、例えば、紙、透明部材、プラ
スチック類、ポリマーフィルム類、木、これらの組み合
わせが挙げられる。次いで、基板上に形成された画像
は、約15秒以下で乾燥する。
のイメージング、無色トナーによる前処理がない:イン
クジェット印刷は、シアンイエローマゼンタ(CYM)
染料のベースインクであるスタンダード694Cとブラ
ック(K)顔料ベースインクを有する、ヒュレット−パ
ッカード(Hewlett−Packard)モデル6
94Cを用い、受容基板としてコートランド(Cour
tland)4024DP、ゼロックス(登録商標)
(Xerox)4024、およびゼロックスカラーX感
圧紙(登録商標)(Xpressions)上に印刷し
た。
受容基板上にインクジェットイメージング:比較例1で
は、受容シート紙が前処理されていることを除き繰り返
された。受容シート紙は、例えば、受容シート上にイン
ク画像を噴射する前に、コロナ放電と同時に、受容シー
ト上に無色トナーを実質的に完全に積層させることによ
って前処理される。無色トナーとインク画像との組み合
わせが受容体で溶融することによって、以下のような結
果が得られる。印刷結果物において、画像の汚れ(sm
ear)が実質的に減少またはなくなった。中周波ライ
ンエッジノイズ(MFLEN)が減少した。耐水性が著
しく改善された。無色トナー積層レベルは、約0.4m
g/cm2〜約1mg/cm2であった。
LENに顕著な改善について示す。ゼロックスカラーX
感圧紙におけるウェット汚れおよび耐水性の改善につい
て、表2に示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 基板上に無色トナーを積層する工程と、 前記基板と無色トナー上に少なくとも1つのインク画像
を積層する工程と、 前記基板上に形成されたインク画像を固定する工程と、 を有することを特徴とする印刷方法。 - 【請求項2】 受容基板の画像のない側に荷電するため
の荷電装置と、 前記荷電装置によって荷電している間に基板の画像のあ
る側に荷電された無色トナーを積層するためのノンイメ
ージング現像ハウジングと、 前記受容基板上に存在する無色トナー上に着色されたイ
ンク画像を積層するためのインク画像形成装置と、 前記受容基板の無色トナー上に積層されたインク画像を
融解するための融解部材と、を含むことを特徴とする画
像形成装置。 - 【請求項3】 画像基板に荷電する荷電装置と、 前記基板を荷電している間に前記基板上に無色トナーを
積層する現像ハウジングと、 前記基板上に無色トナー層を制御可能に供給するインク
ジェットアセンブリと、 前記基板に実質的に永久的にインク画像と無色トナーと
を付着させる固定装置と、 前記荷電装置と、現像装置と、インクジェットアセンブ
リと、固定装置間に画像基板を搬送するコンベアと、を
有し、 前記現像ハウジングにおいて、前記トナーは、前記荷電
装置によって荷電される側と反対側に積層され、前記無
色トナーは、前記基板の画像のない側に印加された電荷
の極性またはサインとは反対の極性またはサインである
ことを特徴とする印刷装置。
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