JPH05208548A

JPH05208548A - ブリードの軽減方法

Info

Publication number: JPH05208548A
Application number: JP4278032A
Authority: JP
Inventors: James P Shields; ピーシールズジェイムズ; Raymond J Adamic; ジェイアダミックレイモンド
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1993-08-20
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: US5181045A; EP0534635A1; DE69202844D1; DE69202844T2; HK151895A; JP3204756B2; EP0534635B1

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット印刷、特に熱インクジェット
印刷におけるカラーブリードを軽減する方法であって、
多色あるいは黒色インクを使用して印刷する際の各色間
のブリードを軽減する方法を提供する。【構成】インクジェットペンから印刷媒体に少なくと
も２つの異なる色を印刷する際に、ｐＨ感応染料を含む
第１のインクを印刷し、前記第１のインクの前記染料を
印刷媒体に析出させるｐＨに近いｐＨを有する第２のイ
ンクを印刷して、第１，第２インクのカラーブリードを
軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット印刷、
特に熱インクジェット印刷におけるカラーブリード（ｃ
ｏｌｏｒｂｌｅｅｄ）の軽減方法であって、これらの
印刷で使用されるインク、詳しくはカラーブリードが実
質的に軽減されるか解消される多色および黒色インク組
成物を使用してカラーブリードを軽減する方法に関す
る。

【０００２】

【技術背景】熱インクジェットプリンタは、低コスト、
高品質で、コンピュータとともに通常使用される他の種
類のプリンタと対比して、比較的騒音のないオプション
を提供する。このようなプリンタは、プレナム（ｐｌｅ
ｎｕｍ）から導入されるインクの出口を備えたチャンバ
ー内に、抵抗体素子が設けられている。プレナムは、イ
ンクを貯蔵するためのインク溜めに連結されている。複
数の抵抗体素子は、印刷ヘッドに、プリミティブ（ｐｒ
ｉｍｉｔｉｖｅ）と呼ばれる特定のパターン状に配列さ
れる。各抵抗体素子は、ノズルプレートのノズルと連結
されており、ノズルからインクが印刷媒体に向かって噴
射される。印刷ヘッドとインク溜めによりなる集成装置
全体は、インクジェットペンを有する。

【０００３】操作の際には、各抵抗体素子は、導電トレ
ースを介してマイクロプロセッサに接続され、マイクロ
プロセッサにおいて、電流を運ぶ信号が少なくとも一つ
の選択された素子を加熱する。加熱は、チャンバー内に
インクの泡を発生させ、この泡がノズルから印刷媒体に
向かって噴射される。このようにして、所定のプリミテ
ィブに、特定の順序で、複数の抵抗体素子を瞬間加熱す
ると、文字数字の活字を形成し、領域を充填し、印刷媒
体に他の印刷能力を付与する。

【０００４】インクジェット印刷用と記載されている多
くのインクは、通常、非熱インクジェット印刷と関連づ
けられる。このような非熱インクジェット印刷の一つの
実例は、圧電素子を使用して、インクの小滴を媒体に噴
射する圧電式インクジェット印刷である。このような非
熱用途に好適に使用されるインクは、インク組成物に対
する加熱の影響のために、熱インクジェット印刷には使
用できないことが少なくない。

【０００５】多くの熱インクジェットインクは、ボンド
紙、コピー用紙、その他の媒体に、様々な色で印刷され
ると、ブリードを生ずる可能性がある。ここで使用され
ている“ブリード”という用語は、以下のように定義さ
れる。すなわち、二つの異なる色のインクが隣接して印
刷されるとき、二つの色の間の境界が鮮明で、一つの色
が他の色の中に侵入しないことが望ましい。一つの色が
他の色の中に侵入すると、二つの色の間の境界がぎざぎ
ざになり、このことがブリードである。

【０００６】このことは、紙の繊維に伴う単一の色のイ
ンクという文脈で“ブリード”を定義することが多い従
来技術における用語の使用と矛盾する。

【０００７】ブリードに対する従来の解決策は、大部分
は、加熱板、その他の熱源および／または特殊な紙の使
用を含んできた。加熱板は、プリンタのコストを増大さ
せる。特殊紙は、ユーザーに、普通紙よりもコストの高
い共通の紙を使用するように制約する。

【０００８】インクジェット印刷、特に熱インクジェッ
ト印刷に使用するためのインク組成物には、普通紙に印
刷されたときに加熱板を使用しないでブリードを示さ
ず、しかも比較的耐用寿命が長く、この種のインクの他
の望ましい特性を保持する必要性が依然として残されて
いる。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記の必要性を備えたインク
組成物を使用して、インクジェット印刷、特に熱インク
ジェット印刷におけるカラーブリードを軽減する方法を
提供することを目的とする。

【００１０】

【発明の概要】本発明によれば、特定の明確に規定され
たｐＨ条件の下で不溶化する特定の種類の染料が使用さ
れる。印刷物上で染料を不溶性にすることによって、染
料の移動が抑制されて異なる色の間のブリードの軽減が
助長される。染料を不溶性にすることは、溶液から析出
させることによって実現され、この析出は、染料を適切
なｐＨを有するもう一つの染料に接触させることによっ
て行われる。

【００１１】ある種の染料が、特定の明確に規定された
ｐＨ条件の下で不溶化することは知られている。このよ
うな染料の実例は、アゾ染料、キサンテン染料、銅フタ
ロシアニン染料などのカルボキシル化染料である。ｐＨ
によって異なる溶解度を示す他の染料も、本発明の実施
において有用である。

【００１２】どのような特定の理論にも同意しないで出
願人は、染料を印刷物上で不溶化して染料の移動を抑制
し、このことによって異なる色の間のブリードの軽減が
助長されるものと考える。溶液から染料を析出させるの
に利用される“力（ｆｏｒｃｅ）”は、染料を、適切な
ｐＨを有する他の一つのインクに接触させることであ
る。

【００１３】このような染料を含むインクの一つの実例
は、７．５重量％の２−ピロリドン、０．１重量％の
（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４、約２重量％のカルボキシル化ア
ゾ染料および残余の水の配合を有する。

【００１４】このインク中の染料は、ｐＨが約６．５〜
７．０に低下するときに、溶液から析出することが知ら
れている。比較的低いｐＨ、すなわち約４．０のｐＨを
有する他の一つのインクのドットが、最初のインクのド
ットに隣接して付与されると、最初のインクの染料が溶
液から沈澱する（析出する）。この点での確信は、この
ことが染料の移動速度を低下させ、したがって二つのイ
ンクの間のブリードの軽減を助長するということであ
る。

【００１５】このような効果は、耐水堅牢性の改善をも
たらす紙表面でのｐＨ変化と混同されてはならない。ま
ず、耐水堅牢性の問題は、インクの印刷ラインに水滴が
付着したときにインクが汚れに抵抗する能力を含むが、
耐ブリード性は、２色のインクが相次いで印刷されると
きに、一つの色が他の一つの色と混合することにインク
が抵抗する能力である。一方の問題が解決されても、他
方の問題も解決されるとは限らない。

【００１６】他の系における耐水堅牢性の解決は、単一
のインクの使用を含んでいた。このことは、望ましい効
果をもたらすために、すなわちブリードを軽減するため
に、第２のインクを使用する本発明とは対照的である。

【００１７】この他にも、本発明は、実質的には境界効
果を含んでいる、すなわち問題の二つのインクの苛酷な
ｐＨ条件が二つのインクの境界における望ましい効果を
もたらす。このことは、おそらく耐水堅牢性が実現され
る他のインク、すなわち黒色インクの完全なドットが、
紙に付与されて、僅かにｐＨを低下させて不溶解性（そ
の結果としての耐水堅牢性）をもたらす様式（モード）
と対照的である（例えば、米国特許第４，９６３，１８
９号参照）。

【００１８】そして、例えば、ｐＨ４の第２のインクを
使用すると、紙によって生ずるｐＨの変化よりも、ｐＨ
感応性染料の溶解性に大きな影響を有することを述べな
ければならない。紙によって生ずるインクのｐＨの変化
は、ｐＨ４に緩衝された流体との接触と対比して小さ
い。

【００１９】このように、紙自体のｐＨが耐水堅牢性の
改善に寄与すると思われるのに対して、本発明において
は、第１のインク中の染料を不溶化させるのに十分に低
いｐＨを有する第２のインクが望ましい効果、すなわち
ブリードの軽減をもたらすために使用される。

【００２０】本発明の方法は、一つの色のインクから他
の一つの色のインク中へのブリードを減少させるため
に、加熱器または加熱板の必要性をなくす。

【００２１】示された特定の実例は、第１のインクより
も低いｐＨを有するインクの使用に関するが、最初のイ
ンクよりも高いｐＨを有するインクを使用することもで
きる。この場合には、ｐＨ感応性インクは、ｐＨが増大
すると析出するという特性を持っている。

【００２２】ブリードに対する効果は、約１〜３のｐＨ
の差異において認められる。ｐＨの差異がさらに約４〜
５まで増大すると、それ以上の完全に近いブリードの抑
制が行われる結果になる。しかしながら、これらの数値
は、ここに開示されたもの以上のｐＨ感応性を有する染
料の使用を妨げるものではなく、もっと高いｐＨ感応性
を有するときには、４よりもかなり小さいｐＨの差異で
も完全に近いブリードの抑制が得られる可能性がある。

【００２３】その他に、ｐＨ感応性の染料を含むインク
が緩衝剤を含む場合には、その緩衝能力は、低ｐＨイン
クの効果を打消す程に高くてはいけない。実際には、図
５の（Ａ），（Ｂ）〜図６の（Ｃ），（Ｄ）に示される
ように、ｐＨ感応性染料を含むインクが、緩衝剤、例え
ばトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンまたはリン
酸塩またはホウ酸塩を含むと、ブリード効果が作用す
る。

【００２４】

【実施例】

実施例１イエローインクを混合したブラックインクよりなる縦バ
ーを印刷した。ブラックインクは、０．２重量％のＢＯ
ＲＡＸ緩衝剤、７．５重量％の２−ピロリドン、０．１
重量％の（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４、約２重量％のカルボキ
シル化アゾ染料および残余の水よりなっており、このブ
ラックインクのｐＨは９．０であった。イエローインク
は、５．５重量％のジエチレングリコール（ＤＥＧ）、
約２重量％のＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８６染料お
よび残余の水よりなり、このイエローインクのｐＨは
７．９であった。

【００２５】印刷は、通常のデスクジェットプリンタ
（デスクジェットは、ヒューレットパッカード社の商
標）を利用して行われた。このプリンタは、１ペンプリ
ンタなので、二つのインクを入れたペンは、印刷中の適
切な時間に、迅速に、交換された。交換は、色の変化に
約３秒間かかった。図１に見られるように、ブラックイ
ンクのイエローインク中への広範囲なブリードが起こっ
た。図１は、得られた実際の結果を描いた一本の線であ
る。

【００２６】実施例２この実施例においては、実施例１のイエローインクを、
塩酸によってｐＨ４．６に調節し、くえん酸によって緩
衝した。その他の点では、両方のインクは、実施例１の
ものと同等であった。

【００２７】実施例１のようにして印刷したときに、図
２に見られるように、ブラックインクのイエローインク
中へのブリードは実質的に起こらなかった。

【００２８】実施例３この実施例においては、デスクジェットプリンタを、２
本のペンを備えることができるように改良して使用し
た。これらのペンのうちの一方は３チャンバーペンであ
り、他方は単チャンバーペンであった。両方のペンを３
チャンバーペンによって、または両方を単チャンバーペ
ンによって占めることもできる。ただし、この実施例に
ついては、２個のペンに上記の各種のペンを使用した。

【００２９】さらに、３チャンバーペンに、色または配
合が異なるインクを、任意に組合わせて充填することも
できる。また、少なくとも一つのチャンバーに、着色剤
を含まない流体を充填することもできる。すなわち、望
ましい効果をもたらすのに適切なｐＨを有する溶液であ
ればよい“フィクサー（ｆｉｘｅｒ）”を、チャンバー
に充填することもできる。

【００３０】この実施例においては、３チャンバーペン
のどのチャンバーにも、同じインクが充填された。ただ
し、３チャンバーペン中のインクは、すべて同じ色、す
なわちイエローであった。単チャンバーペンに、第２の
色のインク、すなわちブラックインク〔図３の（Ａ），
（Ｂ）〜図４の（Ｃ），（Ｄ）、および図５の（Ａ），
（Ｂ）〜図６の（Ｃ），（Ｄ）〕、シアンインク〔図７
の（Ａ），（Ｂ）〜図８の（Ｃ），（Ｄ）〕、またはマ
ゼンタインク〔図９の（Ａ），（Ｂ）〜図１０の
（Ｃ），（Ｄ）〕が充填された。

【００３１】図３〜図１０を参照すると、イエローイン
クは白色領域で示し、第２の色インクは黒色領域で示し
ている。印刷サンプルの第１カラム（図面に対して左側
のカラム）には、第２の色のインクの２本のバーの間
に、イエローインクの１本のバーが印刷されている。第
２カラム（図面に対して右側のカラム）は、３チャンバ
ーペンに収容されている２倍の密度のイエローインクを
示している。第２カラムの第２の色インクのバーは、第
１カラムのものと同等である。したがって、第２の色イ
ンクとイエローインクとの間のブリードは、第２カラム
においては、第１カラムと対比して、悪い結果になると
予想される。

【００３２】図３〜図１０の列（図面に対して上下方向
の列）は、色バー（前述のブラック、シアンまたはマゼ
ンタ）とイエローバーとの様々の量の重なり合いを示し
ている。例えば“−２”という印のある列では、色バー
とイエローバーとの間に、２列の空白ドットがある。
“０”という印のある列では、色バーとイエローバーと
の間には、空白ドットの列はない。すなわち、色バーと
イエローバーが直接に互いに隣接して印刷される。そし
て、“＋２”という印のある列においては、色バーとイ
エローバーは実際に２列のドットだけ重なり合う。色の
間のブリードは、示されたカラムの内で、最上列から最
下列に向かって次第に悪くなると期待される。

【００３３】図３〜図１０におけるイエローインクは、
すべて、ジエチレングリコールが５．５重量％、Ａｃｉ
ｄＹｅｌｌｏｗ２３染料が２〜４重量％、水が残余
の組成を有するものである。

【００３４】これらのインクにおいて、図３〜図１０の
（Ａ）は緩衝剤を含まない上述の組成のもの、（Ｂ）は
ｐＨ５．６に調節し酢酸塩で緩衝した上述の組成のも
の、（Ｃ）はｐＨ４．６に調節し酢酸塩で緩衝した上述
の組成のもの、（Ｄ）はｐＨ３．６に調節し酢酸塩で緩
衝した上述の組成のものを、それぞれ使用した場合であ
る。

【００３５】図３の（Ａ），（Ｂ）および図４の
（Ｃ），（Ｄ）におけるブラックインクは、すべて、２
−ピロリドンが７．５重量％、カルボキシル化アゾ染料
が２．２重量％、（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４が０．１重量
％、水が残余の組成を有するものである。

【００３６】これらのインクは、ｐＨはＮＨ_４ＯＨを使
用して８．３に調節したが、（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４によ
る僅かな緩衝能力しか有しなかった。

【００３７】図５の（Ａ），（Ｂ）および図６の
（Ｃ），（Ｄ）におけるブラックインクは、すべて、２
−ピロリドンが７．５重量％、カルボキシル化アゾ染料
が２．２重量％、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメ
タン緩衝剤が０．２重量％、エチレンジアミン四酢酸二
ナトリウム（Ｎａ−ＥＤＴＡ）が０．１重量％、微生物
毒（ｂｉｏｃｉｄｅ）ＰＲＯＸＥＬＧＸＬが０．３重
量％、（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４が０．１重量％、水が残余
の組成を有していた。

【００３８】これらのインクは、ｐＨはＮＨ_４ＯＨを使
用して８．５に調節し、トリス緩衝剤によって付与され
た緩衝能力も有していた。

【００３９】図７の（Ａ），（Ｂ）および図８の
（Ｃ），（Ｄ）におけるシアンインクは、すべて、２−
ピロリドンが７．５重量％、実験的なカルボキシル化シ
アン染料が３重量％、水が残余の組成を有していた。

【００４０】これらのインクは、ｐＨはＮＨ_４ＯＨによ
って９．３に調節した。なお、上記の実験的な染料は、
銅フタロシアニン染料に属するものである。

【００４１】図９の（Ａ），（Ｂ）および図１０の
（Ｃ），（Ｄ）におけるマゼンタインクは、すべて、２
−ピロリドンが７．５重量％、実験的なカルボキシル化
マゼンタ染料が３重量％、水が残余の組成を有してい
た。

【００４２】これらのインクは、ｐＨはＮＨ_４ＯＨによ
って８．５に調節した。なお、上記の実験的な染料は、
キサンテン染料に属するものである。

【００４３】図３〜図１０は、ｐＨが（Ａ）から
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）と連続的に低下するにつれて、
ブリードの抑制が改善されることを示している。これ
は、三つの異なるｐＨ感応性染料、すなわちカルボキシ
ル化アゾ染料、実験的な銅フタロシアニン染料および実
験的なキサンテン染料について示している。

【００４４】以上のブリードを軽減させる方法は、少な
くとも２つの色を含むインクジェット印刷に利用できる
ことが期待される。

【００４５】以上は、インクジェットペンによって、印
刷媒体に、少なくとも二つの異なる色を印刷する際のブ
リードを軽減する方法を開示している。様々な変形や変
更態様が本発明の精神から外れることなく実施され得る
こと、そしてこのような変形および変更態様が特許請求
の範囲に規定された本発明の範囲に入ると考えられるこ
とは、この技術分野の熟練者にとっては容易に理解され
るであろう。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、インクジェット印刷、
特に熱インクジェット印刷による印刷物上で染料を不溶
性にすることでき、この結果としてカラーブリードを効
果的に軽減することができる。

【００４７】また、本発明によれば、従来の加熱板、そ
の他の熱源および／または特殊な紙を使用することな
く、低コストで、カラーブリードの低減した印刷物を提
供することができる。

【００４８】さらに、本発明に使用されるインク組成物
は、比較的耐用寿命が長い上、この種のインクに要求さ
れる他の望ましい特性を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブラックインク（黒色領域）がイエローインク
（白色領域）に広範囲でブリードが発生している様子の
一例を示す図である。

【図２】ブラックインクが、特定の組成で調製したイエ
ローインクに、ブリードが発生していない様子の一例を
示す図である。

【図３】ブラックインクの２本のバーの間にイエローイ
ンクの１本のバーを印刷した際のブリードの状況を示す
図であり、図面に対して左側の第１カラムのイエローの
２倍の密度を持つイエローによる右側の第２カラムは、
第１カラムより多くブリードが発生しており、図面に対
し上下方向の列は、ブラックバーとイエローバーの重な
り状況で、−２はブラックバーとイエローバーとの間に
２列の空白ドットがあり、０は空白ドットの列がなく、
＋２はブラックバーとイエローバーとが２列のドットだ
け重なり合い、（Ａ）は緩衝剤を含まないインクを、
（Ｂ）はｐＨ５．６で酢酸塩を緩衝剤とするインクを、
それぞれ使用した場合である。

【図４】図３と同様にして印刷したもののブリード状況
を示す図であり、（Ｃ）はｐＨ４．６で酢酸塩を緩衝剤
とするインクを、（Ｄ）はｐＨ３．６で酢酸塩を緩衝剤
とするインクを、それぞれ使用した場合である。

【図５】図３の（Ａ），（Ｂ）のブラックインクに使用
している緩衝剤とは異なる緩衝剤を使用したブラックイ
ンクを使用した以外は、図３の（Ａ），（Ｂ）と同様に
して印刷したもののブリード状況を示す図である。

【図６】図４の（Ｃ），（Ｄ）のブラックインクに使用
している緩衝剤とは異なる緩衝剤を使用したブラックイ
ンクを使用した以外は、図４の（Ｃ），（Ｄ）と同様に
して印刷したもののブリード状況を示す図である。

【図７】図３の（Ａ），（Ｂ）のブラックインクに代え
てシアンインクを使用した以外は、図３の（Ａ），
（Ｂ）と同様にして印刷したもののブリード状況を示す
図である。

【図８】図４の（Ｃ），（Ｄ）のブラックインクに代え
てシアンインクを使用した以外は、図４の（Ｃ），
（Ｄ）と同様にして印刷したもののブリード状況を示す
図である。

【図９】図３の（Ａ），（Ｂ）のブラックインクに代え
てマゼンタインクを使用した以外は、図３の（Ａ），
（Ｂ）と同様にして印刷したもののブリード状況を示す
図である。

【図１０】図４の（Ｃ），（Ｄ）のブラックインクに代
えてマゼンタインクを使用した以外は、図４の（Ｃ），
（Ｄ）と同様にして印刷したもののブリード状況を示す
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 11/00 ＰＳＺ 7415−4Ｊ 11/02 ＰＴＦ 7415−4Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットペンから印刷媒体に少な
くとも２つの異なる色を印刷する際に、ｐＨ感応染料を含む第１のインクを印刷し、前記第１のインクの前記染料を印刷媒体に析出させるｐ
Ｈに近いｐＨを有する第２のインクを印刷する、ことを
特徴とするブリードの軽減方法。