JP3762125B2

JP3762125B2 - インクプリント方法およびインクプリント装置

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Publication number: JP3762125B2
Application number: JP37667898A
Authority: JP
Inventors: 規文小板橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2018-12-25
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクプリント方法およびインクプリント装置に関し、詳しくは、インク中の色材を不溶化する処理液を用いてプリントを行うインクプリント方法およびインクプリント装置に関するものである。本発明のインクプリント方法およびインクプリント装置は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等、紙などの記録媒体に対して文字，画像等をプリントする機器に適用でき、また、これら機器においてプリント機構として用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクプリントの分野では、プリントされた画素等の濃度および定着性の向上は、従来からの技術課題の一つである。具体的には、同じプリント技術の分野である電子写真方式並みのプリント濃度や定着速度が求められている。このような背景において、フルカラーの画像等をプリントする場合には、単にブラックインクを用いて黒文字やモノクロ画像をプリントする場合に比べて、上述の課題はより錯綜したものとなる。
【０００３】
すなわち、フルカラープリントにおいては、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）等の異なる色の境界での滲みを防止する一つの手法として、比較的浸透性の高いインクを用いる。これによって、プリント媒体の表面に沿った方向への滲みを防止している。しかし、このように浸透性の高いインクを用いる結果、インク中の染料色材がプリント媒体の厚み方向に深く浸透してしまい、高い光学濃度（以下、単に「ＯＤ」ともいう）の点で高濃度が得られない場合がある。また、染料色材が深く浸透すると、特に厚みの少ない普通紙等のプリント媒体では、いわゆる裏抜け性が悪くなる（プリント媒体の裏側から測定したＯＤであり、この値が低い場合を「裏抜け性」が良いという）。
【０００４】
また、ブラック（Ｂｋ）のインクに関しては、カラーインクとの境界の滲みを考慮すると、上記と同様、高い浸透性とすることによってこれを解決できるが、一方、そのようなＢｋインクを用いて文字等のキャラクタをプリントする場合には、ＯＤや文字等のエッジ部のシャプネス等の文字品位が低下する。これに対し、Ｂｋのキャラクタの文字品位を優先して浸透性の比較的低いものを用いるとカラーインクとの境界滲みや定着性が問題となる。
【０００５】
以上のようなＯＤや定着性に関する問題を解決するものとして、ヒータ等の加熱機構を用いたものが従来より知られているが、ヒータ等の加熱源を必要とするため電力を多く消費し、また、コスト等の問題を派生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願人は、本来プリント物の耐水性を向上させる目的でインク中の色材を不溶化する処理液を、ＯＤや定着性の向上の観点から用いることを種々提案している。
【０００７】
しかしながら、Ｂｋインクによるキャラクタやモノクロ画像と、フルカラー画像との双方についてＯＤが高く、また高速の定着が可能なインクプリント方式は知られていない。
【０００８】
本発明は、このような観点からなされたものであり、その目的とするところは、ブラック画像およびカラー画像の双方についてＯＤが高く、定着性に優れたプリントを可能とするインクプリント方法およびインクプリント装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、プリント媒体の裏面への裏抜けを低減できるインクプリント方法およびインクプリント装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、少なくとも３種類以上の液滴によりプリントを行うインクプリント方法であって、第１色材を含有した第１インク滴と該第１色材の固化を促進する処理剤を含有した処理液滴とをプリント媒体上で混合，反応させ、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ未満である二次液を形成する工程と、少なくとも１種類以上の第２色材を含有し、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上である第２インク滴を、前記二次液に付与する工程と、を有し、前記二次液に前記第２インク滴を合体した液体は、非イオン性界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上であることを特徴とする。
【００１３】
また、少なくとも３種類以上の液滴を吐出するヘッドを用い、該ヘッドからプリント媒体に液滴を吐出することによりプリントを行うインクプリント装置であって、前記ヘッドからの液滴の吐出を制御し、第１色材を含有した第１インク滴と該第１色材の固化を促進する処理剤を含有した処理液滴とをプリント媒体上で混合，反応させ、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ未満である二次液を形成する第１付与手段と、前記ヘッドからの液滴の吐出を制御し、少なくとも１種類以上の第２色材を含有し、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上である第２インク滴を、前記二次液に付与する第２付与手段と、を有し、記二次液に前記第２インク滴を合体した液体は、非イオン性界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上であることを特徴とするインクプリント装置。
【００１５】
以上の構成によれば、第１色材を含有した第１インク滴と処理液滴をプリント媒体上で混合，反応させて二次液を形成した後、第２色材を含有した浸透性の高い第２インク滴を上記二次液に対して付与するので、色材が処理液滴によってプリント媒体表面で固化促進し、その結果、媒体表面で分子的に大きな塊りとなり、その後に浸透性の高い第２インク滴をその塊りの部分に付与するので、色材をプリント媒体の表面に残しつつ水性溶媒を高速に浸透させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
（実施形態１）
本実施形態は、ブラック（Ｂｋ），処理液（Ｓ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）をこの順で付与できる構成である。この構成において、Ｂｋインクおよび処理液は、浸透性に関して、後述されるように、低浸透性のいわゆる上乗せ系であり、Ｃ，ＭおよびＹのインクについては高浸透性のインクである。また、処理液と、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクとは逆極性であり、これによってそれぞれのインクは処理液と反応して固化促進するものである。
【００１８】
以上のシステムで、ブラック色の文字，画像をプリントする場合は、１画素に対し、１滴のＢｋインクを付与し、その上に処理液を付与する。さらに、その画像に対して、Ｃ，Ｍ，Ｙインクを間引いて付与する。なお、この場合、Ｃ，Ｍ，Ｙ個々の浸透性が極めて高い場合は、このうち１色が付与されてもよい。
【００１９】
一方、カラー画像をプリントする場合は、まず、処理液を付与し、その後、プリントする色に応じて、Ｃ，Ｍ，Ｙの一色または、これらを組合せたインクをそれぞれ付与する。
【００２０】
以上のブラック画像またはカラー画像のプリントにおける定着現象は次のように推察されるものである。
【００２１】
本実施形態では、以上説明したように、Ｂｋの染料又は顔料等の色材を含有したインクおよびこのインクの色材を固化促進する処理液をプリント媒体に付与し、これらを液状で混合，反応させる。その後、例えばＣ，Ｍ，Ｙの染料又は顔料等の色材を含んだ少なくとも１色の高浸透性のインクを上記反応物に付与する。この場合、この高浸透性インクは非イオン性界面活性剤を含有し、その濃度は、水の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以上である。
【００２２】
以上のプリント方法によれば、Ｂｋの色材は、処理液によってプリント媒体表面の浅い部分で固化促進し、その結果、分子的に大きな塊りとなる。そして、その後に付与される少なくとも１色の高浸透性インクによって、この高浸透性インクが上記塊りとなった色材をプリント媒体表面の浅い部分に残しつつ、Ｂｋインクの水性溶媒を高速に浸透させる。これにより、Ｂｋ色の高濃度の画像を高い定着速度でプリントすることができる。
【００２３】
一方、上記プリントシステムにおいて、カラー画像をプリントする場合は、上記処理液をプリント媒体に付与した後、この処理液に対し、プリントすべき色に応じて、Ｃ，Ｍ，Ｙの１色もしくはこれらを組合せた複数色それぞれの、上記高浸透性のインクを付与する。これにより、上述したＢｋインクの定着と同様、処理液とその後に付与された１色以上のそれぞれのインクとが反応して上記１色以上の色材をプリント媒体表面近傍の浅い部分に残しつつそのインク溶媒を高速に浸透させる。これにより、フルカラー画像をプリントする場合もその色の濃度を増すことができ、また高速定着が可能となる。
【００２４】
以上の場合、浸透性のＹ，Ｍ，Ｃのカラーインクは、非イオン界面活性剤を含有しているが、反応液に対して、付与したときの合体液量中の非イオン性界面活性剤の濃度が、水のＣＭＣ以上であることが定着性を向上させる上で好ましい。
【００２５】
また、浸透性のインクの反応液に対する付与は、必ずしも間引く必要はないが、上述のように間引いたものであることが好ましい。これにより、浸透性のカラーインクの色材の視認性を低下させ、先に印字したＢｋインクの色材の色に対するノイズとなりにくくすることができる。
【００２６】
（実施形態２）
本発明の第２の実施形態は、Ｂｋインク、処理液、Ｃ，Ｍ，Ｙのインク、このＣ，Ｍ，Ｙのインクより濃度の低い液Ｃ（Ｃ′），淡Ｍ（Ｍ′），淡Ｙ（Ｙ′）のインクをこの順で付与できる構成である。このうち、処理液およびＣ，Ｍ，Ｙのインクについては、浸透性に関して低浸透性の上乗せ系であり、一方、Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′のインクについては、実施形態１で説明した高浸透性のインクである。また、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクについては、処理液Ｓと異なる極性を有し、これにより処理液と反応して固化促進される。
【００２７】
以上の構成において、ブラック色の文字，画像等をプリントする場合は、Ｂｋインク，処理液Ｓ，Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクをこの順で付与する。この場合、Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′のインクは間引いて付与される。なお、Ｙ′インクを用いない構成にあっては、これに代わってＹインクをＣ′，Ｍ′インクに先行して付与してもよい。
【００２８】
一方、カラー画像をプリントする場合、例えばシアン色，マゼンタ色，イエロー色の画像をプリントする場合は、（Ｓ，Ｃ，Ｃ′），（Ｓ，Ｍ，Ｍ′），（Ｓ，Ｙ，Ｙ′）の組合せでこの順で付与する。他の２次色のプリントについては、処理液Ｓを付与した後、そのプリントする色に応じて（Ｃ，Ｃ′），（Ｍ，Ｍ′），（Ｙ，Ｙ′）の組の中から選択されるインクを付与する。
【００２９】
なお、この場合、Ｙ′インクを用いない構成にあっては、Ｙインクのみであってもよく、この場合はこのＹインクを高浸透性にすることが望ましい。また、淡シアン，淡マゼンタ，淡イエローの各色をプリントする場合は、処理液Ｓを付与した後、それぞれＣ′，Ｍ′，Ｙ′のインクを付与する。
【００３０】
以上の第２実施形態によれば、ブラック色の文字，画像をプリントする場合、低浸透性のＢｋインクを付与した後、同様に低浸透性の処理液を付与することにより、プリント媒体の表面でこれら２液が強力に反応する。その後、浸透性の高いＣ′，Ｍ′，Ｙ′を間引いて付与することにより、実施形態１で上述した定着現象と同様に比較的速い定着が行われる。また、カラー画像をプリントする場合も、低浸透性の処理液が付与された後、プリント色に応じて同じく低浸透性のＣ，Ｍ，Ｙインクが付与されてプリント媒体表面で固化促進を生ずる。その後、高浸透性のＣ′，Ｍ′，Ｙ′がプリント色に応じて付与されることにより定着が促進される。以上の結果、本実施形態によっても、高濃度で、エッジがシャープである等の高品位画像が高い定着速度で得られる。
【００３１】
（実施形態３）
本実施形態は、上記実施形態１の変形例に関し、処理液およびインクをＳ，Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの順で付与できる構成としたものである。
【００３２】
この場合に、ブラック色の文字等のプリントは、処理液Ｓを付与した後、Ｂｋインクを付与し、その後、Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクを間引いて付与することによって行う。一方、カラー画像のプリントは、実施形態１と同様である。
【００３３】
（実施形態４）
本実施形態は、上記実施形態２の変形例に関し、付与順序について処理液ＳとＢｋインクの付与順序を変えたものである。すなわち、本実施形態は、Ｓ，Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′の順序で付与できる構成としたものである。
【００３４】
この場合、ブラック色の文字等のプリントは、処理液Ｓを付与した後、Ｂｋインクを付与し、その後、高浸透性のＣ′，Ｍ′，Ｙ′のインクをそれぞれ間引いて付与することによって行う。一方、カラー画像のプリントは、実施形態２と同様にして行うことができる。
【００３５】
（実施形態５）
本実施形態は、上述の実施形態４の変形例に関し、淡インクであるＣ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクの極性を処理液Ｓと同一としたものである。
【００３６】
すなわち、上述の各実施形態では、処理液はカチオン性を有するものであり、一方、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクはアニオン性を有するものであるが、本実施形態では、Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′のインクについては、処理液と同極性のカチオン性とするものである。
【００３７】
これにより、ブラック色の文字等をプリントする場合は、まず、カチオン性の処理液が付与され、次にアニオン性のＢｋインクを付与する。そして、その後、カチオン性で高浸透性のＣ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクを付与する。また、例えば、シアン色，マゼンタ色，イエロー色のそれぞれカラー画像をプリントする場合は、それぞれ（Ｓ，Ｃ，Ｃ′），（Ｓ，Ｍ，Ｍ′），（Ｓ，Ｙ，Ｙ′）の処理液およびインクをこの順序で付与し、この場合、Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクはアニオン性を有し、ＳおよびＣ′，Ｍ′，Ｙ′はカチオン性を有する。
【００３８】
以上のように、ブラックおよびカラー画像をプリントするいずれの場合でも、アニオン性を有する比較的濃度の高いインクは、極性が逆の処理液とインクとに挟まれるように付与されることにより、高濃度のＢｋインクや、Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクは、上と下からサンドイッチ状に反応が進み、より濃度が高いものとなる。
【００３９】
なお、淡シアン，淡マゼンタ，淡イエローの各色のカラー画像をプリントする場合は、処理液の付与は行わない。
【００４０】
以上の本実施形態のように、浸透性の低い処理液に対して、浸透性の低いインクを付与することで色材を不溶化させ、その後、上記インクとは逆極性でかつ同系色の濃度が低い高浸透性インクを付与するものは、高いＯＤで、エッジシャープネスも裏抜け性も良く、さらに、定着性にも優れている点で好ましいものである。
【００４１】
（実施形態６）
本実施形態は、上記実施形態５の変形例に係り、処理液をやや浸透性の高い、後述の「半浸透系」のものとするものである。これにより、プリント画像等のＯＤをそれ程低下させずに、定着性をより向上させることができる。
【００４２】
なお、以上説明した各実施形態では、インクについては間引いて付与する例を説明したが、処理液についてインクに対し間引いて付与してもよい。
【００４３】
また、インクの色材については、染料または顔料を用いる例を示したが、このうち、処理液と異なる極性を有して固化促進するインクの色材として顔料を用いる場合には、固化促進についてより強い反応を得ることができ、これにより、この不溶化物を多くをプリント媒体の比較的浅い層に存在させて定着させ、高いＯＤを得ることができる。
【００４４】
【実施例】
上述の実施形態の具体的実施例について、以下に図面を参照して説明する。
【００４５】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例に係るフルラインタイプのプリント装置の概略構成を示す概略図であり、上述した実施形態１に対応した構成を示している。
【００４６】
このプリント装置１は、プリント媒体としての記録紙の搬送方向（同図中矢印Ａ方向）に沿って所定位置に配置された複数のフルラインタイプのプリントヘッドよりインクまたは処理液を吐出してプリントを行うインクジェットプリント方式を採用するものであり、不図示の制御回路によって制御されて動作する。
【００４７】
ヘッド群１０１ｇの各プリントヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍおよび１０１Ｙのそれぞれは、図中Ａ方向に搬送される記録紙の幅方向（図の紙面に垂直な方向）に約７２００個のインク吐出口を配列し、最大Ａ３サイズの記録紙に対しプリントを行うことができる。
【００４８】
記録紙１０３は、搬送用モータにより駆動される一対のレジストローラ１１４の回転によってＡ方向に搬送され、一対のガイド板１１５により案内されてその先端のレジ合わせが行われた後、搬送ベルト１１１によって搬送される。エンドレスベルトである搬送ベルト１１１は２個のローラ１１２，１１３により保持されており、その上側部分の上下方向の変位はプラテン１０４によって規制されている。ローラ１１３が回転駆動されることで、記録紙１０３が搬送される。なお、搬送ベルト１１１に対する記録紙１０３の吸着は静電吸着によって行われる。ローラ１１３は不図示のモータ等の駆動源により記録紙１０３を矢印Ａ方向に搬送する方向に回転駆動される。搬送ベルト１１１上を搬送されこの間に記録ヘッド群１０１ｇによって記録が行われた記録紙１０３は、ストッカ１１６上へ排出される。
【００４９】
記録ヘッド群１０１ｇの各プリントヘッドは、上記実施形態で説明したブラック（Ｂｋ）のインクを吐出するヘッド１０１Ｂｋおよび処理液を吐出する処理液用ヘッド１０１Ｓを有し、さらにカラーインク用各ヘッド（シアンヘッド１０１Ｃ，マゼンタヘッド１０１Ｍ，イエローヘッド１０１Ｙ）が、記録紙１０３の搬送方向Ａに沿って図示の通りに配置されている。そして、各プリントヘッドにより各色のインクと処理液を吐出することでブラックの文字やカラー画像のプリントが可能になる。
【００５０】
本実施例では、ヘッド１０１Ｂｋから吐出されるブラックのインクおよびヘッド１０１Ｓから吐出される処理液については、上記実施形態で説明したように浸透速度の遅いインクおよび処理液（以下、本実施例では「上乗せ系インク」という）を用い、ヘッド１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙからそれぞれ吐出されるシアン，マゼンタ，イエローの各インクは浸透速度の速いインク（以下、本実施例では「高浸透性インク」という）を用いる。
【００５１】
ここで、浸透速度について簡単に説明する。
【００５２】
処理液又はインク（以下、単に「液」ともいう）の浸透性を、例えば１ｍ²当たりの液量Ｖで表すと、液滴を吐出してからの時間ｔにおける液浸透量Ｖ（単位はミリリットル／ｍ²＝μｍ）は、次に示すようなブリストウ式により表されることが知られている。
【００５３】
【数１】
Ｖ＝Ｖｒ＋Ｋａ（ｔ−ｔｗ）^1/2
ただしＬｔ＞ｔｗ
液滴が記録紙表面に滴下した直後は、液滴は表面の凹凸部分（記録紙の表面の粗さの部分）において吸収されるのが殆どで、記録紙内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がｔｗ（コンタクトタイム）、その間の凹凸部への吸収量がＶｒである。液滴の滴下後の経過時間がｔｗを超えると、超えた時間（ｔ−ｔｗ）の２分の１乗に比例した分だけ浸透量Ｖが増加する。前述したＫａはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。
【００５４】
図２は実験により求めた液中のアセチレノール(etylene oxide-2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7diol,商品名「アセチレノールＥＨ」，川研ファインケミカル）の含有割合に対する比例係数Ｋａの値を示す図である。
【００５５】
Ｋａ値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定した。本実験では、本出願人であるキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録紙として用いた。このＰＢ用紙は、電子写真方式を用いた複写機やＬＢＰと、インクジェット記録方式を用いたプリンタの双方に使用できる記録紙である。
【００５６】
また、キヤノン株式会社の電子写真用紙であるＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【００５７】
図２に示す曲線はアセチレノール含有割合（横軸）の増加にしたがってＫａ値（横軸）が増加する曲線となっており、比例係数Ｋａはアセチレノールの含有割合によって決まる。このため、液体の浸透速度は実質的にアセチレノールの含有割合によって決まることになる。なお、曲線と交わる縦軸に平行な線分は、測定結果のばらつきの範囲を示している。
【００５８】
図３は液体の浸透量と経過時間との関係を示す特性図であり、６４ｇ／ｍ²、厚さ約８０μｍ、空隙率約５０％の上記記録紙（ＰＢ用紙）を用いて行った実験結果を示すものである。
【００５９】
図３（ａ）において、横軸は経過時間ｔの２分の１乗（ｍｓｅｃ^1/2）であり、図３（ｂ）において、横軸は経過時間ｔ（ｍｓｅｃ）である。また、両図において縦軸は浸透量Ｖ（μｍ）であり、アセチレノール含有割合が０％，０．３５％，１％の場合の曲線をそれぞれ示している。
【００６０】
両図から明らかなように、アセチレノールの含有割合が多いほど、経過時間に対するインクの浸透量が多く、浸透性が高いといえる。図３に示すグラフには、ウェットタイムｔｗはアセチレノールの含有量が多いほど短くなり、また、ｔｗに達しない時間においてもアセチレノールの含有割合が多いほど浸透性が高いという傾向が表われている。
【００６１】
また、アセチレノールが混合されていない（含有割合が０％）液の場合は浸透性が低く、後に規定する上乗せ系としての性質を持つ。また、アセチレノールが１％の含有割合で混合されている場合は短時間で記録紙１０３内部に浸透する性質を持ち、後に規定する高浸透性としての性質を持つ。そして、アセチレノールが０．３５％の含有割合で混合されているインクは、両者の中間の半浸透性としての性質を持つ。
【００６２】
上述した「上乗せ系」および「高浸透性」と、これらの中間に位置する「半浸透性」それぞれの特性を表１に示す。
【００６３】
【表１】

【００６４】
上記の表１は、「上乗せ系」、「半浸透性」、「高浸透性」のそれぞれについて、Ｋａ値、アセチレノール含有量（％）、表面張力（ｄｙｎｅ／ｃｍ）を示している。プリント媒体である記録紙に対する各液体の浸透性は、Ｋａ値が大きいものほど高くなる。つまり、表面張力が小さいものほど高くなる。
【００６５】
表１におけるＫａ値は、前述のブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定したものである。実験には、本出願人であるキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録紙として用いた。また、同キヤノン株式会社のＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【００６６】
ここで、界面活性剤をある液体に含有させる場合の条件として、その液体における界面活性剤の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）があることが知られている。この臨界ミセル濃度とは、界面活性剤の溶液の濃度が上昇して行き急激に数十分子が会合してミセルを形成するようになるときの濃度である。上述した液に浸透性調製のため含有されるアセチレノールは界面活性剤の一種であり、このアセチレノールにおいても同様に液体に応じて臨界ミセル濃度が存在する。
【００６７】
アセチレノールの含有割合を調製した場合の表面張力との関係として、ミセルを形成するようになると表面張力が低下しなくなる関係を有しており、このことから、水に対するアセチレノールの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）は約０．７％であることが確認されている。
【００６８】
同図が示す臨界ミセル濃度と前述の表３を対応させると、例えば表３に規定される「高浸透性」は、水におけるアセチレノールの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）よりも多い割合でアセチレノールを含有する液体であることがわかる。
【００６９】
本実施例で使用する処理液および各インクの組成は次の通りである。なお、各成分の割合は重量部で示したものである。
【００７０】

上記顔料分散液は次のものである。
【００７１】
［顔料分散液］
水５．３ｇに濃塩酸５ｇを溶かした溶液に、５℃においてアントラニル酸１．５８ｇを加えた。この溶液を、アイスバスで撹拌することにより常に１０℃以下に保ち、５℃の水８．７ｇに亜硝酸アントリウム１．７８ｇを加えた溶液を加えた。さらに、１５分撹拌した後、表面積が３２０ｍ²／ｇでＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック２０ｇを混合した状態のまま加えた。その後、さらに１５分撹拌した。得られたスラリーを東洋濾紙Ｎｏ．２（アドバンティス社製）で濾過し、顔料粒子を充分に水洗し、１１０℃のオープンで乾燥させた後、この顔料に水をたして顔料濃度１０重量％の顔料水溶液を作製した。以上の方法により、下記式で表したように、表面に、フェニル基を介して親水性基が結合したアニオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックが分散した顔料分散液３を得た。
【００７２】
【化１】

【００７３】
以上の各組成からも明らかなように、アセチレノールの含有量により、処理液およびブラックインクは上乗せ系に、Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクは高浸透性インクにそれぞれ設定されている。
【００７４】
また、ブラックインクについては、前述の実施形態で説明したように、分散剤を用いていない、いわゆる分散剤無し顔料を用いる。このインクでは、アニオン性のカーボンブラック分散体として、少なくとも一種の親水性基がカーボンブラックの表面に直接もしくは他の原子団を介して結合している自己分散型のカーボンブラック分散体が好適に使用される。また、この自己分散型カーボンブラックとしては、イオン性を有するものが好ましく、アニオン性に帯電したものが好適である。
【００７５】
アニオン性に帯電したカーボンブラックの場合、表面に結合されている親水性基が、例えば、−ＣＯＯＭ，−ＳＯ₃Ｍ，−ＰＯ₃ＨＭ，−ＰＯ₃Ｍ₂，−ＳＯ₂ＮＨ₂，−ＳＯ₂ＮＨＣＯＲ等（ただし、式中のＭは水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わし、Ｒは炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基または置換基を有してもよいナフチル基を表わす。）である場合が挙げられる。本実施例においては、これらの中で、特に、−ＣＯＯＭ，−ＳＯ₃Ｍがカーボンブラック表面に結合してアニオン性に帯電しているものを用いることが好ましい。
【００７６】
また、上記親水性基中の「Ｍ」は、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、有機アンモニウムとしては、モノないしトリメチルアンモニウム、モノないしトリエチルアンモニウム、モノないしトリメタノールアンモニウムが挙げられる。アニオン性に帯電したカーボンブラックを得る方法としては、カーボンブラック表面に−ＣＯＯＮａを導入する方法として、例えば、カーボンブラックを次亜酸素酸ソーダで酸化処理する方法が挙げられるが、勿論、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００７７】
本実施例においては、親水性基が他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合したものを用いることが好ましい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基または置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合した親水性基の具体例としては、上記に挙げたものの他、例えば、−Ｃ₂Ｈ₄ＣＯＯＭ，−ＰｈＳＯ₃Ｍ，−ＰｈＣＯＯＭ等（ただし、Ｐｈはフェニル基を表わす）が挙げられるが、勿論、本発明はこれらに限定されない。
【００７８】
この分散剤無し顔料のカーボンブラックは、それ自体、従来のカーボンブラックに比べ水分散性に優れるため顔料分散樹脂や界面活性剤などを添加しなくてもよく、このため、従来の顔料と比較して、固着性が良い、濡れ性が良い、等の利点を有し、プリントヘッドに用いる場合の信頼性に優れている。
【００７９】
本実施例では、各プリントヘッドのインク吐出口は６００ｄｐｉの密度で配列され、また、記録紙の搬送方向において６００ｄｐｉのドット密度でプリントを行う。これにより、本実施例でプリントされる画像等のドット密度はロー方向およびカラム方向のいずれも６００ｄｐｉとなる。また、各ヘッドの吐出周波数は４ｋＨｚであり、従って、記録紙の搬送速度は約１７０ｍｍ／ｓｅｃとなる。さらに、Ｂｋインクのヘッド１０１Ｂｋと処理液のヘッド１０１Ｓとの間の距離Ｄ（図１参照）は、４０ｍｍであり、従って、Ｂｋインクが吐出されてから、処理液が吐出されるまでの時間は約０．２４ｓｅｃとなる。
【００８０】
図４は本実施例の他の構成例に係るシリアルタイプのプリント装置５の構成を示す概略斜視図である。すなわち、Ｂｋインクをプリント媒体に付与した後、処理液を吐出して反応させるプリント装置は、上述のフルラインタイプのものに限らず、シリアルタイプの装置にも適用できることは明らかである。なお、図１に示した要素と同様の要素には同一の符号を付しその説明の詳細は省略する。
【００８１】
プリント媒体である記録紙１０３は、給紙部１０５から挿入されプリント部１２６を経て排紙される。本実施例では、一般に広く用いられる安価な普通紙を記録紙１０３として用いている。プリント部１２６において、キャリッジ１０７は、プリントヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍおよび１０１Ｙを搭載し、不図示のモータの駆動力によってガイドレール１０９に沿って往復移動可能に構成されている。プリントヘッド１０１Ｓは、前述の実施形態で説明した処理液を吐出することができるものである。また、ブラックヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙはそれぞれブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクをそれぞれ吐出するものであり、ブラックインクに後に処理液が吐出された後この順次で記録紙１０３にインクを吐出するように駆動される。
【００８２】
各ヘッドにはそれぞれ対応するインクタンク１０８Ｂｋ，１０８Ｓ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙから処理液又はインクが供給され、インク吐出時には各ヘッドの吐出口毎に設けられている電気熱変換体（ヒータ）に駆動信号が供給され、これにより、インク又は処理液に熱エネルギを作用させて気泡を発生させ、この発泡時の圧力を利用してインク又は処理液の吐出が行われる。各ヘッドには、それぞれ３６０ｄｐｉの密度で６４個の吐出口が設けられ、これらは、記録紙１０３の搬送方向Ｙとほぼ同方向、つまり、各ヘッドによる走査方向とほぼ垂直方向に配列されている。そして、各吐出口毎の吐出量は上述した各実施例のいずれかのものを実現できるものである。
【００８３】
以上の構成において、各ヘッド間距離は１／２インチであり、従って、ヘッド１０１Ｂｋと１０１Ｓとの距離は１／２インチとなり、また、走査方向のプリント密度が７２０ｄｐｉ、各ヘッドの吐出周波数は７．２ｋＨｚであることから、ヘッド１０１ＢｋのＢｋインクが吐出されてから、ヘッド１０１Ｓの処理液が吐出されるまでの時間は０．０５ｓｅｃとなる。
【００８４】
（実施例２）
図５は、本実施例のプリントヘッドの配置構成を示す概略図であり、上述の実施形態３に対応したものである。
【００８５】
本実施例のプリントヘッドは、図１に示したものと同様、フルラインタイプのヘッドであり、プリント媒体の搬送方向Ａに沿って、ヘッド１０１Ｓ，１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙの順で配置される。
【００８６】
（実施例３）
図６は、同様に本実施例のプリントヘッドの配置構成のみを示す概略図であり、上記実施形態２に対応した構成を示す。
【００８７】
本実施例のプリントヘッドは、同様にフルラインタイプのヘッドであり、プリント媒体の搬送方向に沿って、ヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｃ′，１０１Ｍ′，１０１Ｙ′の順で配置される。
【００８８】
ヘッド１０１Ｃ′，１０１Ｍ′，１０１Ｙ′から吐出されるそれぞれＣ′，Ｍ′，Ｙ′のインクの組成は、基本的にＣ，Ｍ，Ｙの各インクと同一であり、異なる点は染料濃度がＣ，Ｍ，Ｙの各インクの１／３〜１／６の範囲で調整したものであり、かつアセチレノールＥＨの含有割合が３重量％である点である。また、この実施例では、Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクのアセチレノールＥＨの含有割合は０．１重量％であり、低浸透性のいわゆる上乗せ系となっている。
【００８９】
（実施例４）
図７は、本実施例のプリントヘッドの配置構成を示す概略図であり、上述した実施形態４に対応した構成を示している。同図に示すように、本実施例のプリントヘッドはフルラインタイプのヘッドであり、プリント媒体の搬送方向に沿って、ヘッド１０１Ｓ，１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｃ′，１０１Ｍ′，１０１Ｙ′の順で配置される。
【００９０】
（実施例５）
図８は、本発明の第５の実施例に係るヘッド構成を示す図である。本実施例は、上述の実施形態５およびその変形例の具体的構成を示すものであり、シリアルタイプのヘッド構成を示している。
【００９１】
ヘッド１０１Ａは、それぞれアニオン性のＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクを吐出する吐出部１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍおよび１０１Ｙを具え一方、ヘッド１０１Ｋは、それぞれカチオン性の処理液Ｓ，Ｃ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクを吐出する吐出部１０１Ｓ，１０１Ｃ′，１０１Ｍ′および１０１Ｙ′を具える。それぞれの吐出部は６４個のインク吐出口を有し、それぞれのヘッドにおいて所定間隔をおいて配列される。
【００９２】
ヘッド１０１Ａ，１０１Ｋは、図４に示したようなキャリッジに搭載され、図８の矢印に示す方向に走査し、各ヘッドの各吐出部から、上記実施形態５で説明した順序でインクが吐出される。例えば、ブラックの文字等をプリントするときは、最初の往走査でヘッド１０１Ｋの吐出部１０１Ｓからカチオン性の処理液が吐出され、続いて復走査でヘッド１０１Ａの吐出部１０１Ｂｋからアニオン性のＢｋインクを吐出する。次に、所定量の紙送りをした後、ヘッド１０１Ｋの吐出部１０１Ｃ′から往走査でＣ′インクを吐出し、同様に所定量の紙送りと往走査によって、順次Ｍ′，Ｙ′のインクをそれぞれ吐出する。
【００９３】
カラーの画像をプリントするときは、往走査でヘッド１０１Ｋの吐出部１０１Ｓからカキオン性の処理液が吐出され、次に所定量の紙送りをした後、例えば往走査でＣインク，Ｃ′インクを吐出するようにする。
【００９４】
また、ブラックのプリントをするときに最初の往走査でＢｋインク、処理液の順で吐出し、紙送りの後、Ｃ′インク，同様にＭ′インク，Ｙ′インクと吐出するようにしてもよい。
【００９５】
本実施例のインク組成は、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各インクについては、上述した実施例と同様であり、また、カチオン性のＣ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクについては次の通りである。
【００９６】
各インクの溶剤組成は
ポリアリルアミン（分子量１５００以下、平均約１０００）４％
酢酸４％
塩化ベンザルコニウム０．５％
アセチレノールＥＨ３％
グリセリン７％
ジエチレングリコール５％
水残り
また、カチオン性のそれぞれの染料は、Ｃ′インクについては、ＢＢ１００（ベーシックブルー１００）０．４％である。なお、この代わりに、ＢＢ４７（ベーシックブルー４７）０．４％を用いてもよい。Ｍ′インクについては、ＢＲ１２（ベーシックレッド１２）、Ｙ′インクについては、ＢＹ２９（ベーシックイエロー２９）である。
【００９７】
（実施例６）
図９は、本発明の第６の実施例に係るヘッド構成を示す図であり、上記実施形態４または実施形態５に対応した構成を示すものである。
【００９８】
本実施例は、キャリッジに図に示す４つのヘッドが搭載されて同図矢印に示す方向の走査と所定量の紙送りを繰り返えすことによりプリントを行う。より具体的には、ブラックモードとカラーモードを有してプリントを行う。
【００９９】
ブラックモードのときは、各ヘッドの全吐出口を用いて１回の走査で各ヘッドの最大の吐出口幅（吐出部１０１Ｓ，１０１Ｂの幅）に対応したプリントを行う。すなわち、最初に吐出部１０１Ｓから処理液Ｓが吐出されて次に吐出部１０１ＢｋからＢｋインクから吐出される。さらに、吐出部１０１Ｃ′，１０１Ｍ′，１０１Ｙ′からＣ′，Ｍ′，Ｙ′の各インクが、上記処理液およびＢｋインクが吐出された箇所にそれぞれ吐出されてブラックの画像等がプリントされる。
【０１００】
一方、カラーモードのときは、紙送り量の最大を吐出部１０１Ｃ等の吐出口配列幅とし、これにより、図中矢印方向の走査と上記量の紙送りを繰り返えすことによりプリントすべき色のプリントを行う。例えば、シアン色の画像をプリントする場合は、まず吐出部１０１Ｓから処理液Ｓを吐出し、次いで吐出部１０１ＣからＣインクを吐出し、さらに吐出部１０１Ｃ′からＣ′インクを吐出する。
【０１０１】
以上説明した実施例における処理液およびインクのアセチレノール含有比率，吐出量、およびブラック色とカラーをプリントするときの処理液の印字比率の二例を次の表２および表３に示す。
【０１０２】
【表２】

【０１０３】
【表３】

【０１０４】
以上の表２および表３に示す例において、ブラック画像に関しては、処理液と各インクが合体したときの最終的なアセチレノール含有比率は、上記印字比率（間引き率）を考慮して計算すると、それぞれ０．７３％および０．７１％であり、これらは、水の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以上となっている。これにより、最終的に合体した液は高浸透性を有することができる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば色材を含有したインクと処理液をプリント媒体表面で液状で混合，反応させた後、色材を含有した浸透性の高いインクを少なくとも１色上記反応液に対して付与するので、色材が処理液によってプリント媒体表面で不溶化し、その結果、媒体表面で分子的に大きな塊りとなり、その後に浸透性の高いインクをその塊りの部分に付与するので、色材をプリント媒体の表面に残しつつ水性溶媒を高速に浸透させることができる。
【０１０６】
この結果、ブラックおよびカラーの双方のプリントにおいて高濃度、高速定着のプリントを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るプリンタの概略構成を示す側面図である。
【図２】上記実施例におけるアセチレノール含有割合と浸透性に関するＫａ値との関係を示す線図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、浸透性に係るアセチレノール含有割合をパラメータとして示す、着弾後経過時間と浸透量との関係を示す線図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るシリアルプリンタの斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るプリンタヘッドの配置構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るプリンタヘッドの配置構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係るプリンタヘッドの配置構成を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施例に係るプリンタヘッドの配置構成を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施例に係るプリンタヘッドの配置構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｃ′，１０１Ｍ′，１０１Ｙ′ プリントヘッド（吐出部）
１０３記録紙（プリント媒体）
１０７キャリッジ
１０８Ｂｋ，１０８Ｓ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙインクタンク（処理液タンク）

Claims

少なくとも３種類以上の液滴によりプリントを行うインクプリント方法であって、
第１色材を含有した第１インク滴と該第１色材の固化を促進する処理剤を含有した処理液滴とをプリント媒体上で混合，反応させ、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ未満である二次液を形成する工程と、
少なくとも１種類以上の第２色材を含有し、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上である第２インク滴を、前記二次液に付与する工程と、
を有し、前記二次液に前記第２インク滴を合体した液体は、非イオン性界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上であることを特徴とするインクプリント方法。
前記第２インク滴の付与は、プリント媒体上の前記二次液に対して実質的に間引かれた状態で行われることを特徴とする請求項１に記載のインクプリント方法。
前記第２インクの第２色材は、前記第１インク滴の第１色材と同系色であり、かつ、前記第２インク滴の色材濃度が前記第１インク滴の色材濃度より低いことを特徴とする請求項１に記載のインクプリント方法。
前記第２のインク滴は、前記第１インク滴と反対の極性を示すことを特徴とする請求項１に記載のインクプリント方法。
前記処理液滴は、前記第１インク滴に対して実質的に間引かれた状態で付与されることを特徴とする請求項１に記載のインクプリント方法。
前記第１インク滴に含有される第１色材は顔料であることを特徴とする請求項１に記載のインクプリント方法。
少なくとも３種類以上の液滴を吐出するヘッドを用い、該ヘッドからプリント媒体に液滴を吐出することによりプリントを行うインクプリント装置であって、
前記ヘッドからの液滴の吐出を制御し、第１色材を含有した第１インク滴と該第１色材の固化を促進する処理剤を含有した処理液滴とをプリント媒体上で混合，反応させ、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ未満である二次液を形成する第１付与手段と、
前記ヘッドからの液滴の吐出を制御し、少なくとも１種類以上の第２色材を含有し、非イオン界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上である第２インク滴を、前記二次液に付与する第２付与手段と、
を有し、記二次液に前記第２インク滴を合体した液体は、非イオン性界面活性剤濃度が水のＣＭＣ以上であることを特徴とするインクプリント装置。