JP3633669B2 - インクジェット印刷法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は触媒を使用する触媒反応で着色生成物を形成する反応成分を含有するインク及びインク受容材料を使用するインクジェット印刷法に関する。
【0002】
【従来の技術】
長い間、印刷はインク充填マーカーの加圧接触又は受容材料(通常、無地紙)と印刷版によって行なわれてきた。
【0003】
現在、様々のノンインパクト(non −impact)印刷システムがある程度まで従来の加圧接触印刷に代わりつつある。これらのノンインパクト印刷の一つがインクジェット印刷である。
【0004】
インクジェット印刷においては(例えば“Principles of Non Impact Printing ”、Jerome L. Johnson 著(1986)Palatino Press ,18792 Via Palatino ,Irvine CA,92715−米国を参照)、印刷装置と受容体の間で物理的接触をすることなく印刷のために受容体表面上にインク流体の着色小滴を直接投射している。印刷基体上で各小滴の位置は電気的に制御される。印刷は紙を横切るように印刷ヘッドを動かすか又はその逆によって達成される。
【0005】
“連続ジェット”及び“ドロップオンデマンド”として知られているインクジェット印刷の異なるタイプが上述のJerome L. Johnson の本及び“Imaging Processes and Materials− Neblette′s Eight Edition ”、John Sturge等編集、Van Nostrand Reinhold −New York (1989)、379−384頁に記載されている。
【0006】
連続インクジェット印刷はインク受容記録材料に向かって連続流で指向させたインクの小滴を発生させるためにノズルを通してインクを加圧投射することを特徴としている。像に従って変調されたインク偏向装置は前記連続流のインク小滴が記録材料上に像に従って付着することを可能にする。
【0007】
ドロップオンデマンド又はインパルスインクジェットはインク供給を大気圧付近で維持する点で連続インクジェットとは異なっている。インク小滴は、ピエゾ電気素子によって発生した音響圧力から又は液体の局部的電熱蒸発(熱バブルジェット)によって発生した圧力から来る制御された励起が、ノズル中で終るインク充填チャンネルに適用されたときに、要求されたときにのみノズルから投射される。
【0008】
Journal of Imaging Technology 15巻、3号(1989年6月)の141頁のC. H. Hertz 及びB. A. Samuelson の論文、“Ink Jet Printing of High Quality Color Image ”に記載されている如く、商業的に許容しうる書き込み時間内で最大カラー濃度を確実にするため、インクの20〜40小滴を各画素(基本的画素)に適用しなければならない。Journal of Imaging Science and Technology −38巻、1号(1994)の図1から理解されるように、1.5以下の光学濃度は画素一つについて20滴の重ね合わせ(superposition )によって得ることができる。
【0009】
ドロップオンデマンドインクジェットによれば、像中の画素一つについてインクの1個の小滴のみが付着するか又はインクが全く付着しない、即ちドロップオンデマンドインクジェット法は、オン・オフ法として操作する。実際に、許容しうる書き込み時間内で記録を作るためには、ドロップオンデマンドインクジェット印刷は重ね合わさったインク小滴で作用させることできず、そしてその結果として、各着色インク小滴の小さなかたまり、及びその中の着色剤の限定された濃度のために、2より大なる光学濃度をそれで得ることはできない。
【0010】
増大した光学濃度、即ち小滴の重ね合わせなしに2より大なる光学濃度を有する像を作るためインクジェット印刷が使用できるならば、又は多数の重ね合わせ小滴を減少でき、しかも高い再現可能なグレーレベルと組合せて高光学濃度を得ることができるならば、大きな改良であろう。
【0011】
IBM Technical Disclosure Bulletin 23巻、4号(1980年9月)において、W.T.PimbleyがLeuco Dye System for Ink Jet Printingの表題で発表した論文によると、インクジェット印刷に使用するインクのための改良された記録特性はロイコ又はバット染料によって得ることができる。かかる染料は酸化により耐久性を有する形態に変換する。従って記録媒体は、まず酸化剤で被覆又は含浸される。酸化剤と結合したとき、染料は耐久性を有する形態に変化し、不溶性になり、高い着色強度を有し、すぐれた記録特性を有する。例えば耐水性及び耐光性になる。しかしながら、ロイコ染料の使用に基づいた直接熱記録材料のように、ドット重ね合わせで操作しないドロップオンデマンドインクジェット印刷で2より大なる光学濃度を実際に得ることは不可能である。
【0012】
US−P4266229によれば情報記録のための方法は、少なくとも一つの銀塩を含有する無色液体の良好な噴射を生成し、記録されるべき情報に従って電界を適用することによって、その噴射の電荷密度を変調し、前記情報を記録するために記録媒体に液体の噴射を指向し、そして次いで普通光(ordinary light )に前記記録媒体を露光し、それによって前記記録情報を目に見えるようにすることを含むものである。前記方法において適用されたインクは二つの基本的成分を含有する。インクの第1主要成分は銀化合物(例えば、硝酸銀)であり、第2主要成分は銀化合物のための溶媒である。前記US−Pは記録媒体の組成については言及していない。
【0013】
ピエゾ電気的に変調されたインクジェットで適用される前記US−Pの実施例1の水性インク(そのインクは溶解したAgNO3及びHNO3を含有する)は、付着したインクが普通光に極めて長い時間露光されるときであってもインク吸収ゼラチン層内に2より大なる光学濃度(透過率で測定)を得ることができないことが我々によって実験的に明らかにされた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は高光学濃度(即ち、2以上の透過率)の実質的に黒色の画像を優れた記録特性で得ることができるインクジェット記録法を提供することにある。
【0015】
本発明の別の目的は高い再現可能なグレーレベルと組合せて高い最大光学濃度を得る能力を有するインクジェット記録法を提供することにある。
【0016】
さらに本発明の目的は付着したインク小滴の実質的なオーバーラップ(重ね合わせ)なしで高濃度画像に対する特に迅速なアクセス時間を有するインクジェット記録法を提供することにある。
【0017】
特に本発明の目的は触媒作用による画像増幅(image amplification)が水性媒体から被覆されたインク受容層で起こるインクジェット記録法を提供することにある。
【0018】
本発明の他の目的及び利点は以下の記述及び実施例から明らかになるだろう。
【0019】
本発明によれば液体の小滴を受容材料上に像に従って投射し、かくして、還元可能な金属化合物(A)、前記金属化合物のための還元剤(B)及び前記金属化合物の金属への還元の触媒作用をする物理現像核(C)を、前記受容材料上で作用する関係にもたらす工程を含むインクジェット印刷方法が提供される。
【0020】
“作用する関係にもたらす”とは小滴が像受容材料に接触するときに成分(A),(B)及び(C)が物理現像によって金属像を形成するように一緒にもたらされることを意味する。この物理現像では物理現像核の触媒作用をうける酸化−還元反応で還元剤によって還元される溶解金属イオンによって金属像が形成される。
【0021】
物理現像核は小滴を受容材料上に投射する前にその上部に存在させることが好ましく、一方金属化合物(A)及び還元剤(B)のうちの少なくとも一つの構成要素が前記小滴に存在し、かつその残りの構成要素(もしあるなら)が前記材料に存在するか又は(A)及び(B)の両方が前記材料に存在しかつアルカリが前記小滴に存在するかのいずれかである。
【0022】
金属像形成はアルカリの存在下で起こる。さらに受容材料上の金属化合物の還元は所望により像受容材料に適用される熱によってその小滴の上部への付着中及び/又は付着後、スピードアップされる。
【0023】
本発明による方法の好ましい具体例は下記(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)である。
(i) 金属化合物(A)を含有する小滴は還元剤(B)及び物理現像核(C)を含有する受容材料上に像に従って投射される;
(ii) 還元剤(B)を含有する小滴は金属化合物(A)及び物理現像核(C)を含有する受容材料上に像に従って投射される;
(iii) 少なくとも8のpHを液体に与えるアルカリ物質を含有する小滴は金属化合物(A)、還元剤(B)及び物理現像核(C)を含有する受容材料上に像に従って投射される;
(iv) 化合物(A)を含有する多数の小滴及び還元剤(B)を含有する多数の小滴が物理現像核(C)を含有する受容材料上に異なる噴射から像に従って投射される;及び
(v) 還元可能な金属化合物(A)(この化合物は還元に対して保護されているが、その還元が物理現像核の存在下で起こりうる)及び還元剤(B)を含む小滴(この小滴は物理現像液を表わす)が物理現像核(C)を含有する受容材料上に像に従って投射される。
【0024】
受容材料では物理現像核は不均一又はパターン構造で存在させることができ、後者は例えば同一記録の印刷には重要である。
【0025】
特に高光学濃度は銀化合物の物理現像によって得られるが、物理現像はそれに限定されない。物理現像によって銀の金属像だけでなく、鉛、錫、ニッケル、コバルト、銅、インジウム及びパラジウムの金属像も形成することができる。物理現像によって得られた銅像のような金属像は無電解メッキによって強めることができる。
【0026】
高光学濃度の金属像の製造には銀イオン源は銀イオンが無機又は有機アニオンと結合して又は錯体状態でそこから自由になって使用される。
【0027】
本発明のさらに詳細な記述及び像受容材料の成分に関する好適な具体例及びそれと共に適用されるインクに関する“液体小滴”のさらに詳細な記述を以下に示す。
【0028】
上記の具体例(i) の好ましい方法では還元可能な無機又は有機銀化合物が溶解される水性インクがインクジェットノズルから適用される。
【0029】
上記具体例(ii)の好ましい方法では還元剤、好ましくは有機還元剤が所望によりアルカリ物質の助けで溶解された水性インクが使用される。
【0030】
上記の具体例(iv)の好ましい方法では還元可能な銀化合物及びそのための還元剤は受容材料上に実質的に適合して小滴を投射する分離ノズルから受容材料に別個の水性インクから像に従って適用される。
【0031】
上記の具体例(v) の好ましい方法ではインクは銀塩の存在下で溶解された還元剤を含有する水性安定化物理現像液であり、その銀イオンはカチオン界面活性剤で表面電荷を逆にすることによって自然核形成(即ち、還元)から保護されている〔参考、“Imaging Systems”の文献 Kurt I. Jacobson − Ralph E. Jacobson−The Focal Press −London and New York(1976)、113頁〕。前記文献では硝酸銀のための還元剤として硫酸アンモニウム鉄を含有し、かつ約1.30のpHを有する水性安定化物理現像液の組成が開示されている(表5.2、113頁参照)。
【0032】
インクのキャリヤー液はインクジェット装置のノズルの目詰りを起こさないように充分に分割された状態で銀化合物を含有する水混和性有機溶剤(例えばアセトン)と水の混合物又は水であることは水性インクから理解される。
【0033】
水溶性無機金属銀塩、特に銀塩を使用することが好ましい。
【0034】
例えば前記の具体例 (i)に従って操作する本発明の方法のために特に好適な水溶性有機銀化合物は例えば硝酸銀、アンモニア、アミン、チオサルフェート又はローダナイド(チオシアネート)イオンと銀の錯塩である。
【0035】
インクにおける用途のために特に有用な水溶性有機銀化合物は酢酸銀、乳酸銀、サリチル酸銀及びジ−(2−エチルヘキシル)−スルホコハク酸銀であり、最後に記載した化合物の製造法は公開されたヨーロッパ特許出願227141に記載されている。
【0036】
インク内の銀化合物の濃度は好ましくは0.1mol/l〜6mol/lの範囲である。
【0037】
一定のアルカリ度は銀イオンの迅速な還元のために好ましい。還元剤の不存在下で還元可能な銀化合物を含有するインクのpHは7.5〜11の範囲が好ましい。インクジェットノズルの腐蝕が問題を起こす場合はインクのpHは8以下にすることが好ましい。
【0038】
特別な具体例によればインクは高温でアルカリ物質を自由にするアルカリプリカーサーを含有し、及び/又はアルカリ物質はインク受容材料に適用される。
【0039】
特別な具体例によればインクは本質的に、例えば黒色着色剤又は着色剤の混合物を含有することによって既にある程度の光学濃度を有する。その場合において、付着した着色剤の光学濃度は還元によって得られた金属の光学濃度に加えられるので、還元可能な銀化合物を使用する場合に5より大なる光学濃度が容易に生成できる。例えば付着した着色剤によって与えられた光学濃度は0.8〜1.5の範囲である。
【0040】
文献Imaging Information Storage Technology 、 Wolfgang Gerhartz VCH Weinheim −New York −Basel −Cambridge (1992)表題“1.13. Ink − jet printing ”に記載されているように、多くの商業的に利用可能なインクジェットプリンターは水性インク(前記文献の43頁参照)で操作するが、かかるインクは70重量%以上の水を含有する。
【0041】
少量のグリコールのような保湿剤が蒸発速度を減ずるために添加され、連続インクジェット印刷のために、インクはインク小滴の静電的偏向( electrostatic deflection)のための必要な電気的導電性及び帯電性を得るようにいくらかの塩を含有する。かかる塩は本発明による記録方法に使用するために好適な無機水溶性の還元可能な金属塩(例えば銀錯塩化合物)であることができる。
【0042】
本発明に従って使用するための水性インクはアセトン、エタノール及びメタノールのような水混和性溶剤を含有することができる。熱インクジェットプリンター(ドロップオンデマンドインクジェットプリンターの型式)に使用するために特に好適な多量の水混和性有機溶剤を含有するインクは公開されたヨーロッパ特許出願0413442に詳細に記載されている。使用される溶剤は約50℃〜約200℃の沸点を有し、例えば次の基の構成要素である:即ちアルキル基が4炭素原子まで有するアルキルグリコールエーテル、アルキルピロリジノン、ケトン及びラクトンである。
【0043】
金属付着(例えば銀塩付着)の迅速形成は、インク受容材料に含有される核の触媒作用に基づくものであり、その核はそれらを物理現像液に含有される金属化合物の還元の触媒作用をさせる電気導電性を示す(文献“ Imaging Systems ” Kurt I. Jacobson 及び Ralph E. Jacobson 著−The Focal Press 、London and New York (1976)109頁参照)。
【0044】
本発明に従って適用される現像核は“ポジ材料”とも称される銀錯体塩拡散転写反転(DTR)像受容材料に適用されるタイプが好ましいが、その場合像に従って露光及び現像されたハロゲン化銀乳剤材料から生じる転写された銀錯化合物は銀金属に還元される(“Photographic Silver Halide Diffusion Processes”Andre Rott 及びEdith Weyde著−The Focal Press London and New York (1972)、54〜57頁参照〕。
【0045】
好ましい核はコロイド貴金属粒子(例えば銀粒子)及びコロイド重金属硫化物粒子(例えばコロイド硫化パラジウム、硫化ニッケル及び銀−ニッケル硫化物)である。これらの核は極めて広い種類の支持体上に結合剤の有無にかかわらず存在させることができる。それらは液体キャリヤービヒクルを使用して通常の被覆技術によって、スプレーによって及び真空蒸着の場合はスパッタリングによって適用することができる。
【0046】
特別の具体例によればそれらはインク受容材料に含有される反応体でその場に形成することができる。
【0047】
インク受容材料は物理現像促進剤(その例は例えば公開されたドイツ特許出願(DE−OS)1124354、US−P4013471、4072526及び公開されたヨーロッパ特許出願(EP−A)0026520に記載されているチオエーテル化合物である)で操作上接触させて物理現像核を含有することができる。
【0048】
還元可能な金属塩がインクジェットによって適用される具体例(前記具体例(i) 参照)では現像核及び還元可能な金属塩は同じ層又は異なる層に存在するが、互いにインク透過性の関係にある。インク受容層は例えば水及び/又は有機水混和性溶剤によって膨潤性又は“インク”透過性であるフィルム形成結合剤を含有することが好ましい。
【0049】
還元剤がインクジェットによって適用される具体例(ii)では、現像核及び還元可能な金属塩が同じ層又は異なる層に存在するが、互いにインク透過性の関係にあり、その結果銀イオンは拡散によってコロイド耐拡散性現像核に到達することができる。
【0050】
前記具体例(ii)の好ましい方法によればインクジェット記録材料は均一に分布された物理現像核とともにサーモグラフィック記録材料で知られた実質的に感光性の銀塩を含有する。
【0051】
本発明の具体例(ii)に従って使用するために特に好適な実質的に感光性の有機銀塩は脂肪酸として知られている脂肪族カルボン酸の銀塩であり、この場合その脂肪族炭素鎖は少なくとも12のC原子を有することが好ましく、例えばラウリル酸銀、パルミチン酸銀、ステアリン酸銀、ヒドロキシステアリン酸銀、オレイン酸銀、及びベヘン酸銀である。例えばGB−P1111492に記載されるようなチオエーテル基で変性した脂肪族カルボン酸及びGB−P1439478に記載されるような他の有機銀塩(例えばベヘン酸銀及びフタルアジノン銀)は熱的に現像可能な銀像を生成するために同様に使用することができる。さらにイミダゾレート銀及びUS−P4260677に記載されるような実質的に感光性の無機又は有機銀銀塩が挙げられる。
【0052】
インク受容材料の内部及び/又は上部の現像核の被覆面積は核のタイプに従って広く変化することができるが、例えば0.01mg〜100mg/m2 の範囲である。
【0053】
インク受容層のために好適な重合体結合剤は現像核及び還元剤が水性媒体から均一に適用されうる親水性水溶性重合体である。
【0054】
インク受容層の親水性水溶性結合剤は写真ハロゲン化銀乳剤層の製造に使用される親水性水溶性重合体結合剤のいずれも使用することができる。
【0055】
好適なものは蛋白型結合剤、例えばゼラチン、カゼイン、コラーゲン、アルブミン又はゼラチン誘導体(例、アセチル化ゼラチン)である。他の好適な水溶性結合剤はポリビニルアルコール、デキストラン、アラビアゴム、ゼイン、かんてん、アロールート、ペクチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリ(アクリル酸)、及び混合して使用してもよいポリビニルピロリドンである。
【0056】
像形成層の結合剤を形成する重合体又はその混合物は高温で銀化合物と有機還元剤の間のレドックス反応の反応スピードを改良する熱溶媒(“heat solvent ”又は“thermosolvents”とも称せられる)又は膨潤剤とともに使用することができる。
【0057】
本発明において“熱溶媒”という言葉は50℃未満の温度で固形状態であるが、その温度以上に加熱するとそれが混入される層の結合剤のための可塑剤になり、有機還元剤のための溶剤としても作用する非加水分解性の有機材料を意味する。
【0058】
少なくとも10の誘電率を有する熱溶剤が好ましい。特に有用なものはUS−P3347675に記載される1500〜20000の範囲の平均分子量を有するポリエチレングリコールである。さらにUS−P3667959に記載される熱溶媒であるウレア、メチルスルホンアミド及びエチレンカーボネートのような化合物及びResearch Disclosure 、1976年12月(item 15027)26−28頁に記載されるテトラヒドロ−チオフェン−1,1−ジオキサイド、メチルアニセート及び1,10−デカンジオールが挙げられる。熱溶媒の他の例はUS−P3438776及び4740446、公開されたEP−A0119615及び0122512及びDE−A3339810に記載されている。
【0059】
水性溶液からインク受像層を形成するために適用しうる重合体及びゼラチンは水性液体に関してそれらの透過性を破壊することなしである程度まで硬化することができる。かかる結合剤の概括はResearch Disclosure 1989年11月、item 307105、IX章、“Vehicles and Vehicle extenders ”に与えられており、好ましい硬化剤のための参考としてはX章、“ Hardners ”に与えられている。
【0060】
インク又はインク受容材料に適用される還元剤はハロゲン化銀写真、特に銀錯体拡散転写反転(DTR)法に使用される現像主薬のいずれの種類であってもよい。
【0061】
特別の具体例によれば、相助作用的な還元剤の混合物を使用し、例えば主還元剤としてのポリヒドロキシ−ベンゼン型還元剤、例えばヒドロキノン型還元剤は1−フェニル−3−ピラゾリジノン化合物及び/又はN−メチル−アミノフェノール化合物の種類の第2現像主薬と混合される。例えばGB−P989383、1003783又は1191535に記載されるような現像主薬の相助作用混合物が使用される。
【0062】
残留ヒドロキノン型還元剤の空気酸化によって起こりうる一定の背景の黄変を除去するためには、無色酸化生成物を生じる有機還元剤を使用することができる。一つの鎖又は環系に−CO−CHOH−又はCOH=COH−を群とするケト−エンジオール(keto−enediol )を含有するアスコルビン酸のような化合物がその目的のために好適である。
【0063】
特別な具体例によればインク及び/又はインク受容層は通常の温度では効力に乏しいが高温では効力が増すようになる還元剤を含有することができる。
【0064】
特に弱い還元剤は例えばUS−P4001026に記載されるような立体封鎖フェノール又は酸化時に染料を形成するロイコ染料(例えばインドアニリン又はアゾメチン染料)である。
【0065】
従って、特別な具体例によれば酸化状態の還元剤は光学濃度増加着色剤を表わすが、それは例えば青色染料を形成する4−メトキシ−1−ナフトールの場合である。光学濃度増加染料を自動カップリングすることによって形成するビス−フェノール還元剤は公開されたヨーロッパ特許出願0509740に記載されている。
【0066】
還元剤に対する結合剤の重量比は好ましくは0.2〜6の範囲であり、インク受容層の厚さは好ましくは1〜20μmの範囲である。
【0067】
既に上記で述べたようにインクジェットによって付着される銀化合物の還元は、アルカリ媒体中でスピードアップされる。その目的のためインク像受容材料は、アルカリ物質を含有することができるか、又はその場で例えばインクに含有される1以上の物質と反応することによりヒドロキシルイオン(OH−)を形成することができる物質を含有することができる。好適なその場でアルカリが発生する化合物はUS−P3260598、公開されたEP−A0210659及びUS−P5200295に記載されている。例えば水酸化亜鉛は記録材料に含有され、エチレンジニトリロテトラアセテート(EDTA)又はピコリン酸はインクに含有される。
【0068】
還元剤が銀付着の領域でアルカリ度及び現像速度を上げるためにインク受容層に含有される亜硫酸ナトリウム及びインクの水と反応するキノンを酸化によって形成するヒドロキノンである場合に、強塩基としての水酸化ナトリウムはインク付着の場所でその場で形成されるだろう〔“ A Textbook of Photographic Chemistry ”D. H. O. John and G. T. J. Field著−Chapman and Hall LtD Londo(1963)75頁参照〕。さらに亜硫酸ナトリウムとケトン(例えばアセトン)又はホルムアルデヒドのようなアルデヒドの反応によってその場で水酸化ナトリウムが形成されることが記載されている(同じTextbook78頁参照)。
【0069】
特別の具体例によればインクジェット記録材料は前記の具体例(i) の用途のために必要な還元剤とともに、像に従ったインクを付着後、記録材料を全体加熱することによってアルカリ物質(例えばアミン)を自由にする感熱性塩基遊離剤(アルカリ−プリカーサー)を含有する。
【0070】
感熱性塩基遊離剤は例えばGB−P998949に記載されるグアニジン−トリクロロ−アセテートである。感熱性塩基遊離剤は銀像形成のための核及び還元剤を含有する水透過性像形成層と接触している水透過性層に混入することができる。
【0071】
インクの粘度は使用されるインクジェットのタイプに適合されるだろう。粘度を増加するため水溶性重合体化合物(例えばポリビニルピロリドン)を使用することができる。粘度の減少はインク受容層のために湿潤剤としても作用する界面活性剤によって得ることができる。
【0072】
前記の具体例(v) に従って適用されるインクでのカチオン界面活性剤の使用は自然核形成が銀イオン及び還元剤を含有するインクで起こることを防止するために必要である。しかしながら、界面活性剤はインク受容材料に位置する物理現像核で物理現像を阻止してはいけない。定期刊行誌PS&E.Vol 13、Number2、1969、3月−4月、40頁に記載されるように界面活性剤は充分に大きなミセルを形成しなければならない。これらのミセルはインク受容重合体結合剤層(例えば記録材料の最外層中の主にゼラチン)を透過することができない。
【0073】
前記定期刊行誌に記載のように非イオン界面活性剤(LISSAPOL N−ICIの商標)と組合せられるドデシルアミンアセテートは銀原料として硝酸銀及び還元剤としてMETOL(商標)を含有する好適な物理現像液を生じる。
【0074】
付着した銀の中性黒色画像色調を得るためにいわゆる調色剤をインク及び/又はインク受容材料に存在させることが有利である。
【0075】
好適な調色剤は銀錯体拡散転写(DTR)法に使用されるものであり、例えば既述の文献“Photographic Silver Halide Diffusion Processes”、57〜64頁に記載されている。好ましい調色化合物は1−フェニル−5−メルカプト−テトラゾールのような複素環式メルカプト化合物の種類に属するものである。
【0076】
前記具体例(i) に従って使用するためのインク受容層は均一に存在する還元剤の早期酸化を防止する酸化防止化合物を含有することができる。その目的のためには例えば同時にアルカリ度を上げる亜硫酸化合物を挙げることができる。さらにGB−P1182198に記載される酸化防止剤、例えばサッカライド及びくえん酸及び酒石酸のようなヒドロキシル置換多塩基性脂肪酸のアンモニウム塩が挙げられる。
【0077】
前記具体例(ii)では前記酸化防止化合物はインクに含有される還元剤と混合することができる。
【0078】
インク像受容層は溶解された形で結合剤を含有する水性媒体で一般に被覆されるが、親水性官能基を有してもよい分散重合体(ラテックス)と混合して親水性水溶性重合体(例えばゼラチン)を含有する水性媒体で適用することができる。水性重合体分散体(ラテックス)を形成するための親水性官能基を有する重合体は例えばUS−P5006451に記載されている。
【0079】
インク像受容層はさらに帯電防止剤を含有することができる。それは例えばF3 C(CF2 )6 CONH(CH2 CH2 O)−Hのようなフルオロカーボンを含む非イオン帯電防止剤、可塑剤、例えば記録層から突出する粒子の形で摩擦減少する化合物、例えば低摩擦係数を有するポリマービーズ及びタルク粒子、及び透明無機顔料(例えばコロイドシリカ)である。
【0080】
インク受容像形成層は好ましくは60〜160℃の加熱温度で安定であるべき薄いシート又はウエブ状のキャリヤー材料である支持体上に被覆されることが好ましい。例えば支持体は紙ポリエチレン被覆紙又はセルロースエステル(例えばセルローストリアセテート)、ポリプロピレン、ポリカーボネート又はポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレート)で作られる透明樹脂フィルムから作製される。支持体はもし親水性インク像受容層のその接着性を改良するために必要とされるなら下塗りをしてもよい。
【0081】
本発明による像形成法はトランスパレンシー及び反射型プリントの製造の両方のために使用することができる。これは支持体が透明、半透明又は不透明であり、例えば白色光反射面を有することを意味する。例えば支持体は所望によりインク像受容層と支持体の間の中間層(例えばポリエチレン層)にも適用される白色光反射顔料を含有しうる紙基体である。透明基体が使用される場合には、前記基体は無色又は着色であることができ、例えばライトボックス(light box)で操作する検査技術に広い用途を見い出せる放射線ハロゲン化銀乳剤フィルムに使用するような青色を有する。
【0082】
特別な具体例によれば鉛筆によって書くことができ、水性インクジェットインク及び製図用インクのための良好な吸収特性を有する表面層をもつ製図用フィルム上に投射される。製図用フィルムは通常半透明の外観を有する。好適な製図用フィルム材料の例は公開されたヨーロッパ特許出願0565154に記載されている。
【0083】
本発明の方法では、どのような種類のインクジェットプリンターも使用できる。インクの像に従った付着は、別々の重なっていない小滴によって又は少なくとも一部が重なった幾つかの小滴によって行なうことができる。ドロップオンデマンドジェットインクは解像力の要求が例えばバーコード情報を印刷するためのように特に厳しくない場合に好ましい。
【0084】
高解像度の目的のため、特にグラフィックアート再現のためには例えばインクの10ミクロン噴射がノズルから連続的に噴出されるような連続インクジェットプリンターが好ましい。ピエゾ電気結晶(piezo −electric crystal )でノズルを刺激することによって、1秒あたり約100万の等しい大きさの小滴に噴射がばらばらになる。各個々の小滴は小滴形成の点で電荷及び偏向によってオン−オフ制御することができる。それらが静電界に入ってくると、帯電された小滴はナイフエッジの下で捕獲され、一方帯電されない小滴はドラム上に規則的に固定されたインク像受容材料に到達するだろう。約10画素/mmの空間印刷解像度(spatial printing resolution )が容易に得ることができ、ドットサイズ制御によって各画素のために32の異なる濃度レベルまで創造することができる。これは各画素を作るために0から32までの異なる濃度レベルを付着することによって達成される。ディザーイング(dithering )と称される混合アルゴリズムを使用する隣接画素の小さな領域上のこれらの離散濃度レベルの組合せが例えば0から255までの画素値によって表わされる濃度レベルを生成することを可能にする。
【0085】
“ディザーイング(dithering )”はハーフトーンドットと称せられるハーフトーン格子が異なる数で幾何学的に異なるように配列された小さな斑点(画素)によって形成されるパターンに分割されることを意味する。
【0086】
本発明によるインクジェット法の特別な具体例によれば異なる濃度のインク、銀化合物又は還元剤の異なる組成のインク、及び所望により異なる濃度において着色剤の存在によって異なる光学濃度のインクが異なるノズルから像に従って適用される。異なるノズルのインク放出(expulsion )は一つのノズルから生じるインク小滴が別のノズルに関して異なる光学濃度を有するインク小滴を生成するような方法で行なわれる。
【0087】
金属化合物(好ましくは銀化合物)又は還元剤の濃度の異なるインクジェットの適用はその目的のために公知技術の特別なディザーイング(dithering )又はエラー拡散法(error diffusion processing)の必要性なしで再現可能なグレーレベルの数を拡大する可能性を提供する〔例えばJournal of Eleclronic Imaging 2(1)、62−66(1993年1月)〕。
【0088】
“エラー拡散(Error diffusion)”は“An adaptive algorithm for spatial gray −scale ”−Proc.SID 17(2)、75−77(1976)でFloyd 及びSteinberg によって紹介された。
【0089】
特別な具体例によれば例えば最近のDeutsche Demokratische Republik (DD)Patentschriften 218041、221691及び223672に記載されているようにインク受容材料に到達する前に小滴が合体することによって多重(multiple)、例えば二重(duo )インクジェットが使用される。
【0090】
【実施例】
本発明を下記実施例により説明する。特記しない限り、百分率、比及び部は重量による。
【0091】
実施例 1
−インクの製造
6molの硝酸銀水溶液に水酸化アンモニウムをpHが10になるまで加え、3molのアンモニア−硝酸銀錯体溶液を形成させた。得られた溶液に50/50の比でイソプロパノールを加えた。
【0092】
−インク受容材料1〜7の製造
インク受容材料1
100μmの厚さを有する下塗りされたポリエチレンテレフタレート支持体にサブコート(subcoat )(1)及びインク受容層(2)を同時にスライドホッパー被覆した。
【0093】
全てのインク受容材料にとって同じであるサブコート(1)を、g/m2 で表わされる成分の被覆面積を有する下記被覆組成から20μmの未乾燥被覆厚さで適用した:
ゼラチン 0.550
HOSTAPON T(商標名) 0.025
TERGITOL 4( 〃 ) 0.010
パーフルオロ−オクタン酸アンモニウム塩 0.002
ホルムアルデヒド 0.007
インク受容層1〜7の成分をg/m2 の被覆面積によっても表わす。
【0094】
インク受容層No.1(本発明でない)(核がない)
ゼラチン 0.980
カルボキシメチルセルロース(ナトリウム塩) 0.070
TERGITOL 4(商標名) 0.004
水酸化ナトリウム 0.009
ヒドロキノン 1.000
【0095】
インク受容層No.2(還元剤(reductor)なし)
ゼラチン 0.980
カルボキシメチルセルロース(ナトリウム塩) 0.070
TERGITOL 4(商標名) 0.004
水酸化ナトリウム 0.009
物理現像核分散液 N 3.480
【0096】
物理現像核分散液 Nは0.01molのコロイドAg2 S−NiS核を含有する5.6%ゼラチン水溶液である。
【0097】
インク受容層No.3(還元剤なし)
ゼラチン 0.980
カルボキシメチルセルロース(ナトリウム塩) 0.070
TERGITOL 4(商標名) 0.004
水酸化ナトリウム 0.009
物理現像核分散液 P 4.050
【0098】
物理現像核分散液Pは0.0038molのコロイドPdS核を含有する0.05%ポリビニルアルコール水溶液である。
【0099】
インク受容層No.4(本発明)
ゼラチン 0.980
カルボキシメチルセルロース(ナトリウム塩) 0.070
TERGITOL 4(商標名) 0.004
水酸化ナトリウム 0.009
物理現像核分散液 N 3.480
ヒドロキノン 1.000
【0100】
インク受容層No.5(本発明)
ゼラチン 0.980
カルボキシメチルセルロース(ナトリウム塩) 0.070
TERGITOL 4(商標名) 0.004
水酸化ナトリウム 0.009
物理現像核分散液 P 4.050
ヒドロキノン 1.000
【0101】
インク受容層No.6(本発明)
ゼラチン 0.980
カルボキシメチルセルロース(ナトリウム塩) 0.070
TERGITOL 4(商標名) 0.004
水酸化ナトリウム 0.009
物理現像核分散液 N 3.480
エチル没食子酸 1.000
【0102】
インク受容層No.7(本発明)
ゼラチン 0.980
カルボキシメチルセルロース(ナトリウム塩) 0.070
TERGITOL 4(商標名) 0.004
水酸化ナトリウム 0.009
物理現像核分散液 P 4.050
エチル没食子酸 1.000
【0103】
HOSTAPON Tは湿潤剤オレイルメチルタウライドのHoechst AG(D)の商標名である。
【0104】
TERGITOL 4は湿潤剤イソテトラデシル硫酸ナトリウムのUnion Carbide & Carbon (米国)の商標名である。
【0105】
インクジェット印刷
XAAR Ltd.のMICROJET(商標名)インクジェットプリンターの溜めを各印刷操作のために上記のように製造されたインクで充填した。適用されたタイプのプリンターは上記のインク受容層1〜7上に約140μmの直径を有するインク小滴を投射する100μmのノズル直径で64のインク溝を有する“ドロップオンデマンド”インクジェットプリンターである。
【0106】
付着したインクの大きな固体領域(solid area )を形成するような方法でプリンターを操作した。
第1テストAではこれらの固体領域は単一の隣接して付着したインク小滴によって作られた。
第2テストBではこれらの固体領域は二つの重ね合わさった小滴によって作られた。
第3テストCではこれらの固体領域は三つの重ね合わさった小滴によって作られた。
第4テストDではこれらの固体領域は四つの重ね合わさった小滴によって作られた。
【0107】
かくして得られた固体領域の光学濃度を、オルソフィルター(緑色光透過フィルター)及び紫外線(UV)不透過(blocking)フィルターをそれぞれ通してMacBeth (商標名)TD 904濃度計の透過率で測定した。
【0108】
“オルソ”及び“UV”フィルターを通して測定した光学濃度(D)値を下記表1に示す。
【0109】
【0110】
これらの結果から現像核の存在が高光学濃度画像の製造に特に重要であることが明らかである。
【0111】
上記のインク内に黒色染料(例えばアゾ染料)が存在することによって単一の小滴付着の領域の光学濃度は還元剤及び現像核を含有するインク受容材料を使用する場合、3.00以上に容易に上昇することができる。
【0112】
実施例 2
−インクの製造
酢酸銀1部をイソプロパノール49部と水50部の混合物に溶解した。
【0113】
−インク受容材料
前記インクとともに使用されるインク受容材料は実施例1のインク受容材料No.2,4及び6であり、そのうち材料No.2は物理現像核を含有しない。
【0114】
インクジェット印刷は実施例1に記載のように重ね合わせていないインク小滴の付着したインクの大きな固体領域を形成して行なわれた。
【0115】
光学濃度は実施例1に記載のようにオルソフィルターを使用して透過率を測定し、インク受容材料2,4及び6のインク領域ではそれぞれ0.39,2.48及び2.78であった。
【0116】
実施例 3
−インクの製造
アスコルビン酸10部を脱イオン水90部に溶解した。
【0117】
−インク受容材料
前記インクとともに使用されるインク受容材料は100μmの厚さを有する下塗りされたポリエチレンテレフタレート支持体に適用した以下のようなインク受容層を有するインク受容材料No.I及びIIであった。
【0118】
インク受容層No.I(本発明でない)(核がない)
ゼラチン 0.800
AEROSOL OT(商標名) 0.560
ベヘン酸銀 4.360
【0119】
インク受容層No.II(本発明)
ベヘン酸銀 4.360
ゼラチン 0.800
AEROSOL OT(商標名) 0.560
物理現像核分散液 N 3.480
【0120】
物理現像核分散液 Nは0.01molのコロイドAg2 S−NiS核を含有する5.6%ゼラチン水溶液である。
【0121】
インクジェット印刷は実施例1に記載のように重ね合わせていないインク小滴の付着したインクの大きな固体領域を形成して行なわれた。
【0122】
光学濃度は実施例1に記載のようにオルソフィルターを使用して透過率を測定し、インク受容材料I及びIIのインク領域ではそれぞれ1.22及び2.60であった。
【0123】
実施例 3(比較目的のための本発明でない実施例)
−インクの製造(US−P4266229の実施例1参照)
AgNO3 5部、HNO3 1.00部、水40.00部及びメタノール54.00部の溶液を製造した。
【0124】
100μmの厚さを有する下塗りされたポリエチレンテレフタレート支持体を、乾燥後2g/m2 の被覆面積のゼラチン被覆を形成するためにゼラチン水溶液で被覆した。その層はインク受容層を形成した。
【0125】
−インクジェット印刷
連続インクジェットプリンターによって上記のインクの操作に従って変調された噴射を、上部に大きなインク領域を形成する前記インク受容層に指向した。
【0126】
かくしてインクのついた材料を三つのストリップに分割し、その一つを光学濃度を測定する前に90時間暗やみに保持し、その第2の部分を実験室内の南側の窓の近くに固定し約3日間日光露光させ、第3のストリップを2000W塩化鉄ドープ高圧水銀灯の紫外線照射に100秒間10cmの距離で露光した。
【0127】
ストリップ1,2及び3のインクの付いた部分の光学濃度は実施例1に記載のようにオルソフィルターを通して透過率で測定したが、それぞれ0.10,0.80及び0.98であった。背景濃度は0.03であった。
Claims (5)
- 液体の小滴を受容材料上に像に従って投射し、かくして、還元可能な金属化合物(A)、前記金属化合物のための還元剤(B)及び前記金属化合物の金属への還元の触媒作用をする物理現像核(C)を、前記受容材料上で作用する関係にもたらす工程を含むインクジェット印刷方法。
- 前記物理現象核が受容材料上に存在し、前記金属化合物(A)及び前記還元剤(B)のうちの少なくとも一つの構成要素が前記小滴内に存在しかつその残りの構成要素(もしあるなら)が前記材料に存在するか、又は、前記金属化合物(A)及び前記還元剤(B)の両方が前記材料に存在しかつアルカリが前記小滴内に存在するかのいずれかである請求項1記載の方法。
- 前記小滴が前記金属化合物(A)を含有し、前記還元剤(B)及び前記物理現像核(C)を含有する前記受容材料上に像に従って投射される請求項1記載の方法。
- 前記小滴が還元剤(B)を含有し、前記金属化合物(A)及び前記物理現像核(C)を含有する前記受容材料上に像に従って投射される請求項1記載の方法。
- 金属化合物の金属への還元の触媒作用をする物理現像核(C)を含む受容材料上に液体の小滴を像に従って投射し、かくして、還元可能な金属化合物(A)、前記金属化合物のための還元剤(B)及び前記物理現像核(C)を、前記受容材料上で作用する関係にもたらす工程を含むインクジェット印刷方法。
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