JPH10138539A - 階調画像を作成するためのプリント方法 - Google Patents

階調画像を作成するためのプリント方法

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JPH10138539A
JPH10138539A JP9299239A JP29923997A JPH10138539A JP H10138539 A JPH10138539 A JP H10138539A JP 9299239 A JP9299239 A JP 9299239A JP 29923997 A JP29923997 A JP 29923997A JP H10138539 A JPH10138539 A JP H10138539A
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image
ink
phase change
optical density
fused
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JP9299239A
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Jule W Thomas
ジユール・ウイリアム・トマス・ジユニア
Bernard A Apple
バーナード・アレン・アツプル
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    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2002/012—Ink jet with intermediate transfer member

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明媒体上に階調画像を記録する方法と装置
の提供。 【解決手段】 本装置は、少なくとも１つの相変化イン
ク；固体の無画像要素；固体の相変化インクを溶融した
相変化インクとするために溶融することができ、かつ固
体無画像要素を溶融した無画像要素とするために溶融す
ることができる加熱システム；溶融相変化インクと溶融
無画像要素とを受容し、そして転写表面上に画像状のパ
ターンにこれらを沈着させることのできるプリントヘッ
ド；この画像状パターンを受け入れることのできる転写
表面；転写表面上の画像状パターン中の溶融相変化イン
クと溶融無画像要素とを冷却して、可塑性の相変化イン
クと無画像要素とを形成させるための冷却機構；媒体；
前記転写表面上の前記画像状パターン中の、前記可塑性
の相変化インクと無画像要素とを前記媒体に対して転写
することのできる転写機構から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は個別の液滴サイズをもつ相変化イ
ンクを使用し、階調画像をプリントするための１つの方
法に関するものである。さらに特定的に、本発明は画像
の物理的な安定性を実質的に弱めることなく、高い階調
性と優れた解像性をもつ画像をプリントするための装置
と方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】インクの個々のドットから階調画像を生
成するために多数の方法が提案されている。インクジェ
ットプリント法において、異なる濃度の溶剤ベース各イ
ンクの組み合わせは、各インクの個別の数から高い階調
の画像を生成するための適切な手法であることが認めら
れている。米国特許第４,７２７,４３６号；同第４,８
６０,０２６号；同第５,１４２,３７４号；同第４,７１
３,７４６号；および同第４,７１３,７０１号などは、
すべてインク組み合わせに対する各種方法および装置に
ついて教示している。適当な階調がこれらおよびその他
の方法を使用して得ることができる。適当な階調によっ
てさえ、画像の品質は水または有機性のような、キャリ
ア溶剤およびインクの媒体中への拡散の結果として生ず
る、画像ドットのにじみによりなお不適切なものであ
る。
【０００３】溶剤ベースのインクジェットシステムのい
ま１つの重大な不都合さは、溶剤がプリント後に媒体に
より吸引されるかまたは蒸発されねばらならいことであ
る。溶剤の蒸発は、特に非水性の溶剤が用いられたとき
環境的にに不適切である。画像を作るために用いるイン
クの量を減らすこと、次いで画像ドットの拡大を減らし
そしてコストを下げることは当業者の永続的な目標であ
った。相変化インクプリントは溶剤をベースとしたイン
クジェットシステムより若干の利点がある。特に、相変
化インクは周囲温度で固体であり、そして使用温度では
液体であるから無溶剤なのである。相変化インクプリン
トの不便さの１つは、必要に応じて液滴のサイズを容易
に変え得ないことである。この個々の液滴サイズは、連
続的に可変なインク濃度の各レベルを欠くことにより、
普通の相変化インク法により得られる階調レベルを限定
する。相変化インクプリントは所定位置に複数個のドッ
トを置くことを可能とし、これはある程度得られるコン
トラストを増大する。複数のドットが付与されたとき、
固体インクの積み重なりの結果として生ずるインクの島
の出現により、画像の解像性と画像の耐久性とが損なわ
れる。相変化インクとプリント方法とは、たとえば、米
国特許第５,３７２,８５２号と同第５,２７６,４６８号
中、および欧州特許出願第０ ５６６ ２５９号と同第０
６０４ ０２５号中に述べられている。
【０００４】相変化インクプリント法のドライプリント
能力と、溶剤ベースのインクジェットプリントでのイン
ク組み合わせ法とを組み合わすことは、高い解像性とコ
ントラストとをもつ優れたプリントを達成するために極
めて好都合であろう。この目標に向けての努力は、イン
クの島から生じる解像性の低下と画像耐久性の不足とに
より失敗し、そして目標は当業者により放棄されたもの
と見做された。本発明は各種濃度の相変化インクを組み
合わすことに伴う各問題を排除する１方法を提供するも
のである。得られる画像は不連続性のない優れた階調を
示しそして優れたプリント方法を与えるものである。
【０００５】
【発明の要点】本発明の目的の１つは、個々のインク液
滴から連続的な階調を示す画像を与えるプリントシステ
ムを提供することである。本発明の別の目的は、摩擦か
ら生ずる物理的な劣化を受けにくくかつ耐久性のある画
像化システムを提供することである。本発明のさらに別
の目的は、溶剤の吸収または蒸発を必要としない画像化
システムを提供することである。これらのおよびその他
の各特徴は、明らかであるように、以下のものから構成
される透明媒体上に階調画像を記録するための装置で与
えられ、これは：少なくとも１つの固体相変化インク；
固体の無画像要素；固体相変化インクを溶融した相変化
インクとするために溶融することができ、かつ固体の無
画像要素を溶融した無画像要素とするために溶融するこ
とができる加熱システム；溶融した相変化インクと溶融
した無画像要素とを受容し、そして転写表面上に画像状
のパターンにこれらを沈着させることのできるプリント
ヘッド；この画像状パターンを受け入れることのできる
転写表面；転写表面上の画像状パターン中の溶融した相
変化インクと溶融した無画像要素とを冷却して、画像状
パターン中で可塑性の相変化インクと可塑性の無画像要
素とを形成するための冷却機構；媒体；前記転写表面上
の前記画像状パターン中の、前記可塑性の相変化インク
と前記可塑性の無画像要素とを前記媒体に対して転写す
ることのできる転写機構。
【０００６】特に好ましい具体化例は、以下のものから
構成される媒体上に階調画像を記録するための装置で、
これは：以下の各インクから構成される固体相変化イン
クの１セット：次の式により規定される光学的濃度をも
つ第１の固体相変化インク:
【数７】 次の式により規定される光学的濃度（Ｐ2）をもつ第２
の固体相変化インク：
【数８】 次の式により規定される光学的濃度(Ｐ3)を有する第３
のイメージ用インク：
【数９】 固体の無画像要素；固体相変化インクの１セットを溶融
した相変化インクの１セットとするために溶融すること
ができ、かつ固体の無画像要素を溶融した無画像要素と
するために溶融することのできる加熱システム；溶融相
変化インクのセットと溶融無画像要素とを受容し、そし
て溶融相変化インクのセットと溶融無画像要素とを溶融
画像状パターン中に沈着させることのできるプリントヘ
ッド；プリントヘッドからの溶融画像状パターンを受け
入れることのできる転写表面；前記溶融画像状パターン
を冷却し、転写表面上で可塑性の画像状パターンを形成
するための冷却機構；媒体；および可塑性の画像状パタ
ーンを媒体に対して転写することのできる転写機構。
【０００７】別の好ましい具体化例は、以下のものから
構成される媒体上に階調画像を記録するための装置で、
これは：以下の各インクから構成される固体相変化イン
クの１セット：第１の固体相変化インクは厚み１９μm
の液滴に対し少なくとも０.０８から０.４０以下の光学
的濃度をもち；第２の固体相変化インクは厚み１９μm
の液滴に対し０.４０以上で０.９０以下までの光学的濃
度をもち；第３のイメージ用インクは厚み１９μmの液
滴に対し少なくとも１.２から５.０までの光学的濃度を
有し；固体の無画像要素で、この要素は厚み１９μmの
液滴に対して０.１５以下の光学的濃度をもつものであ
り；固体相変化インクの前記セットを溶融した相変化イ
ンクのセットとするため溶融することができ、かつ前記
固体の無画像要素を溶融した無画像要素とするため溶融
することのできる加熱システム；溶融相変化インクの前
記セットと溶融無画像要素とを受容し、そして溶融相変
化インクの前記セットと溶融無画像要素とを溶融した画
像状パターン中に沈着させることのできるプリントヘッ
ド；前記プリントヘッドからの前記溶融画像状パターン
を受け入れることのできる転写表面；前記転写表面上の
溶融画像状パターンを冷却して可塑性の画像状パターン
を形成させるための冷媒機構；媒体；および前記転写表
面上の可塑性の画像状パターンを前記媒体に対し転写す
ることのできる転写機構。
【０００８】
【本発明の具体的説明】以下の説明を通じて同一部材に
は図中同じ番号が付してある。図１は相変化インクプリ
ント装置の概略図であり、そして図２は液体層の表面上
の１個のインク液滴を示す拡大図である。図１におい
て、一般に１として示されるこのシステムはプリントヘ
ッド２を含んでいる。インクは約８５℃から約１５０℃
のレベルに温度を上げるよう熱エネルギーを与えること
により、固体の形から溶融状態に融解される。１５０℃
以上の温度は化学的分解によるインクの劣化が始まるこ
とにより避けられている。溶融したインクは小滴３とし
て液体層４の露出面に対して発射される。この液体層は
ドラム８上に中間的の転写表面を形成している。液体層
は上下し得る塗布装置１４内に入れられている、ウエッ
ブ状の塗布体サポート１３に連なった塗布体１２により
塗布される。
【０００９】溶融したインクは中間的の温度にまで冷却
され、図２のインク液滴５として見られる可塑性の状態
にまで固化される。この固化したインクが可塑性の状態
に維持される中間的な温度は、好ましく約３０℃と約８
０℃との間である。このインク液滴はついで液体層４と
溶融ローラー７との間のニップに入ることにより、接触
転写で媒体６に対して転写される。１つだけしか示して
ないがストリッパー１６は、液体層からの媒体の剥離を
助ける。この可塑性のインク画像が一旦ニップに導入す
ると、これは媒体６上でインク画像に対して与えられる
圧力によるか、または溶融ローラー７により与えられる
圧力によるか、または圧力と任意的な加熱装置９により
供給された熱との組み合わせなどのいずれかで、媒体６
に対して付着するかまたは固着される。追加的な加熱装
置１０と１１を任意に用いることができ、媒体に対する
可塑性インクの転写プロセスを容易にするための熱を供
給する。媒体はガイド１５の協力により導入される。
【００１０】インク画像上に与える圧力は約１０〜約２
０００ポンド平方インチ・psi（０.７０３〜１４０.６k
g／cm2）の間で、さらに好ましくは約７５０〜約８５０
psi（５２.７〜５９.８kg／cm2）の間である。この圧力
は媒体６に対してインク画像が接着するのに十分でなけ
ればならず、そして光がインク中を直線的にかまたは入
り口から出口までのその経路中で著しく曲がることなし
に透過することが確保されるよう、十分に変形されねば
ならない。本発明の大きな特徴は透明な媒体上にプリン
トできることであるから、この点は本発明において特に
重要である。インクが媒体に対し接着したら、このイン
ク画像は約２０℃〜約２５℃の周囲温度にまで冷却され
る。画像を構成するインクは転移温度以上に置くときは
柔軟であるか、または破断することなしに塑性変形をし
得るかまたは出来ねばならない。ガラス転移点以下でイ
ンクはもろくこわれ易いのである。柔軟な状態のインク
画像温度は、−１０℃とほぼその融点かまたは約８５℃
以下との間である。
【００１１】図３は公知技術において用いられている、
液体転写表面から媒体にインク画像の転写を示す拡大図
である。図３中インクの液滴はその最終的形状１７に変
形されている。それぞれの表示される位置はサブ画素と
定義されている。多数のサブ画素は一緒にスーパー画素
と定義されるものとなる。インク画像はレリーフ１８を
構成することは図３中で明らかであり、その厚みは媒体
上に沈着したインクの分量に依存する。もしこのレリー
フの厚みが大きくなりすぎるとインク画像は不安定とな
り、そして解像性はレリーフがくずれかつ広い区域に相
変化イングが拡大することにより劣化する。このレリー
フについてのいま１つの問題は画像の完全性である。レ
リーフのヘリにはインク画像が受け易い機械的な歪みが
増大し、そして媒体からのインク画像の剥離が通常摩擦
により生成する。公知のプリント方法は、レリーフの破
壊と劣化の不都合な効果を減少させるためレリーフの厚
みを限定していた。もしもインクの複数の液滴が単一の
位置で媒体に対して与えられるならば、レリーフ画像の
厚みは液滴の数に比例して増大し前記の問題がますます
拡大化する。本発明はこれらの各問題を解決し、そして
階調画像を作るため組み合わせできる複数濃度の各イン
クの使用を可能とするプリント方法を提供するものであ
る。
【００１２】図４は本発明の１具体化例を示し、ここで
画像要素１９は透明な画像２１に変形された無画像要素
２０により安定化されている。この無画像要素はレリー
フを除去し、そしてレリーフの破壊に関連する各種の問
題から画像要素１９を安定化している。無画像要素はま
た、画像中の視差を減少することにより見かけの画質を
向上させている。この画質に及ぼす画像視差の効果は前
以て予想されなかったものである。追加的な無画像要素
の導入により画像の厚みは増大するが、同時にレリーフ
画像に関連した諸問題を回避することができる。
【００１３】相変化インクの液滴のサイズは、プリント
効率と解像性との間の妥協の結果として選定される。大
きな液滴は解像性の犠牲でプリント効率を増大し、そし
てより小さな液滴はプリント効率を犠牲として解像性を
高める方に向かうのである。いま１つの関係は相変化イ
ンクが媒体表面に接着されるように、ニップ中で相変化
インクの液滴が変形する程度である。好ましくは、相変
化インク液滴は質量で１０〜１５０ナノグラム（ng）の
間である。もっとも好ましい相変化インク液滴は質量で
２０〜５０ngである。比較のために、ほぼ１.０の密度
（ｇ／ml）をもつ３５ngの相変化インクの液滴を、１イ
ンチ（２.５４cm）当たり６００滴×６００滴の解像性
でプリントしたものはほぼ１９μmの厚みをもつであろ
う。透明性の目的のため、光学的濃度はここで厚み１９
μmの相変化インクの液滴について述べよう。他の厚み
に対する光学的濃度はベール（Beers）の法則を使用し
決定できる。ベールの法則はここに述べるような方式で
プリントした透過画像に対して適用する。ここで述べる
すべての光学的濃度は透過光学的濃度である。
【００１４】無画像要素は、光学的濃度により示される
ような着色化、またはピグメント化を実質的にされてい
ない、相変化インクとして特徴化される。定義のため、
この「光学的濃度により示されるような着色化、または
ピグメント化を実質的にされていない」という字句は、
特に厚み１９μmの液滴の光学的濃度が０.１５以下であ
るという相変化インクを指している。さらに好ましく
は、この無画像要素は厚み１９μmの液滴に対して０.１
以下の光学的濃度をもち、そしてもっとも好ましい無画
像要素は厚み１９μmの液滴に対して０.０７５以下の光
学的濃度をもっている。
【００１５】無画像要素は、プリントアルゴリズム中に
インクがないかまたは最低光学的濃度に相当する区域と
特徴化された点で媒体に対して付与される。本発明にお
いて全体の画像は、低光学濃度域については無画像要素
の、そして高光学濃度域については画像用インクの組み
合わせによって好ましくプリントされる。画像区域の少
なくとも７０％がプリントされることが好ましい。好ま
しくは画像区域の少なくとも８５％がプリントされ、も
っとも好ましくは画像区域の少なくとも９５％がプリン
トされたものである。無画像要素は、２つの隣接するサ
ブ画像が相変化インクの２滴の厚み以上の厚さで異なら
ない程度に、画像を埋めるよう用いることが好ましい。
さらに好ましくは、無画像要素は２つの隣接するサブ画
素が相変化インクの１滴の厚み以上の厚さで異ならない
程度に、画像を埋めるように用いられる。
【００１６】複数のジェットを画像の形成に利用するこ
とは従来から普通である。各ジェットは特定の光学的濃
度をもつそれぞれの相変化インクを使用している。本発
明の目的のため、少なくとも３個のジェット、さらに好
ましくは４個のジェットが相変化インクプリンター中で
使用され、階調画像を達成するために１つのジェットプ
リントが無画像要素そして２つのジェット、またはさら
に好ましくは３つのジェットプリントが異なる濃度の各
インクにより用いられるよう企図されている。実際上、
各ジェットは典型的には、１経路当たりサブ画素当たり
１つの液滴をプリントする。そこで、４つのインクジェ
ットをもつ普通の配置では、４個の液滴を１つの経路中
の１つのサブ画素上に沈着させることができる。便宜
上、そしてプリント効率のため２個の液滴のみを１つの
サブ画素中に沈着させることが好ましく、これは具合よ
く使用することのできるインクの光学的濃度の選択を減
少させる。
【００１７】階調中の不連続性を回避することは高品質
のイメージングに際して重要である。インクの光学的濃
度の選択は、隣接する光学的濃度間の最大偏差が０.０
１以下のスケールと定義されている、連続階調スケール
を再現するための要請でまた限定されている。０.０１
より大きい隣接光学濃度間の差は肉眼で認められるよう
になり、連続的階調の画像とは認められない。さらに好
ましくは、隣接する光学的濃度間の最大偏差は０.００
８以下であり、そしてもっとも好ましくは低光学濃度部
で０.００５以下である。画像の限定を考えに入れて、
イメージング用各インクの濃度は以下の具体化にまとめ
られる。
【００１８】好ましくは、イメージング用のインクは第
１、第２および第３の各イメージング用インクから構成
される。第１のイメージング用インクは、好ましくは厚
み１９μmの液滴に対して少なくとも０.０８でかつ０.
４０以下の光学的濃度をもっている。さらに好ましく
は、第１のイメージ用インクは厚み１９μmの液滴に対
して少なくとも０.２０でかつ０.４０以下の光学的濃度
をもっている。第２のイメージ用インクは好ましくは、
０.４０以上０.９０以下の光学的濃度をもっている。さ
らに好ましくは、第２のイメージ用インクは厚み１９μ
mの液滴に対して０.７０以上０.９０以下の光学的濃度
をもっている。第３のイメージ用インクは好ましくは厚
み１９μmの液滴に対し少なくとも１.２から５.０まで
の光学的濃度をもち、そしてさらに好ましくは厚み１９
μmの液滴に対し少なくとも１.２から２.０までの光学
的濃度を有している。階調中の不連続を回避するため
に、引き続く各イメージ用インクは下の濃度のイメージ
用インクより得られる濃度に重複する濃度を与え得るも
のでなければならない。ゆれ（dither）パターンが用い
られるとき、引き続く各インクはゆれマトリックスのサ
イズで分割した単一液滴の光学的濃度よりも、光学的濃
度を高くしないことができる。
【００１９】一例として；所定の液滴サイズで０.３の
光学的濃度をもつ第１のイメージ用インクを、２パスに
より２×２ゆれマトリックスで使用したものは０.６ま
での光学的濃度を与えることができる。この例で、２×
２ゆれマトリックスの各サブ画素は、第１のイメージ用
インクの２個の液滴から構成される。第２のイメージ用
インクは、０.６±隣接濃度間の最大偏差の濃度を与え
ることができねばならないだろう。２×２ゆれマトリッ
クスの４つのサブ画素の濃度は平均されてスーパー画素
の濃度が得られるものであり、そして４つのサブ画素上
の濃度２.４の単一ドットの平均化は０.６のスーパー画
素の濃度を与えるものであるから、２×２ゆれマトリッ
クスの１つのサブ画素中の１つの液滴は最小濃度の４倍
よりも大きくないものに制限される。一般に、イメージ
用インクの各濃度を決めるのは以下の各項を考慮して以
下のアルゴリズムにより決定することができる。Ｄは光
学濃度各ステップ間の許容可能な最大偏差；Ｐnは無画
像要素の光学的濃度；Ｎaは各インク（ａ）についてサ
ブ画素当たりに許容されるインクの液滴数；そしてｎと
ｍは一緒に掛け合わされてスーパー画素当たりのサブ画
素を規定する。
【００２０】第１のイメージ用インクに対して光学的濃
度（Ｐ1）は次のように決められ：
【数１０】 第２のイメージ用インクに対し光学的濃度（Ｐ2）は次
のように決められ：
【数１１】 第３のイメージ用インクに対し光学的濃度（Ｐ3）は次
のように決められる。
【数１２】
【００２１】相変化インクは周囲温度においては固相の
ままであり、プリントヘッド中の高められた温度では液
相になるというその性状により一部特徴付けられる。イ
ンクは液相とするため加熱され、そして液状インクの小
滴が転写表面上にプリントヘッドから射出される。転写
表面は相変化インクがゴム状の、または可塑性の状態を
維持するのに適した温度に保持される。インクの液滴は
ついでプリント媒体の面に転写され、そして相変化イン
クは固体インク滴のパターンを形成するために固体化さ
れる。
【００２２】典型的な相変化インク組成物は、相変化イ
ンク用キャリアーと両立性の着色剤とから構成されてい
る。典型的な相変化インク用着色剤は、（ａ）第３級ア
ルキル１級アミンと（ｂ）少なくとも１つの遊離酸の形
の懸垂酸官能性基を有する発色団との、相変化インク可
溶性のコンプレックスを含んでいる。この相変化インク
用着色剤を作る際に使用される色素発色団は、それぞれ
以下のようなものである：（１）相変化インク用キャリ
アー組成物中で限定された溶解性をもつ、化学的に変性
化した色素発色団を形成する際に使用した未変性の色素
発色団の対向部分、（２）少なくとも１つの遊離酸性基
をもつ化学的に変性化した色素発色団、そして（３）第
３級アルキル１級アミンにより相変化インク可溶性コン
プレックスを作る化学的に変性化した色素発色団。例え
ば、この変性化相変化インク着色剤はアシドおよびダイ
レクト色素として掲載されているカラーインデックスの
色素のような、未変性化色素発色団から作ることができ
る。これらの未変性化色素発色団は相変化インク用キャ
リアー中で限定的な溶解性をもち、その結果これらのキ
ャリアーから作ったインクからは不十分な着色が生成さ
れる。変性化色素発色団にはキサンテン色素の遊離酸誘
導体が好ましく含まれる。
【００２３】第３級アルキル１級アミンは典型的には合
計１２〜２２個の炭素原子を、好ましくは１２〜１４個
の炭素原子をもつアルキル基を含んでいる。特に興味の
ある第３級アルキル１級アミンはロームアンドハーステ
キサス社により、プリメーンＪＭＴおよびプリメーン８
１−Ｒの商品名の下に作られている。プリメーン８１−
Ｒは特に適当な材料である。本発明のこの第３級アルキ
ル１級アミンは以下の構造式により示される組成から成
っている：
【化１】 ここで：ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０〜１８の整数であ
り、ただしｘ、ｙおよびｚは以下の関係により決められ
るものである：ｘ＋ｙ＋ｚ＝８〜１８
【００２４】典型的な相変化インクキャリアーは脂肪族
アミド含有材料を含んでいる。この相変化インクキャリ
アー組成物の脂肪族アミド−含有材料はテトラ−アミド
化合物を含むことがある。相変化インクキャリアー組成
物を作るために特に適当なテトラ−アミド化合物は、脂
肪酸、エチレンジアミンのようなジアミンおよびダイマ
ー酸の反応生成物を含むダイマー酸ベースのテトラ−ア
ミド類である。このダイマー酸ベースのテトラ−アミド
の形成に際してはＣ10〜Ｃ22の脂肪酸が適当である。こ
れらのダイマー酸ベースのテトラ−アミドはユニオンカ
ンプ社により作られており、そしてエチレンジアミン、
ダイマー酸、およびデカン酸、ミリスチン酸、ステアリ
ン酸およびドコサン酸から選択した脂肪酸との反応生成
物から構成されている。ダイマー酸ベースのテトラ−ア
ミドはダイマー酸、エチレンジアミンおよびステアリン
酸の、それぞれ１：２：２の化学量論的比率の反応生成
物である。ステアリン酸は特に適当な脂肪酸反応成分で
あり、何故なればダイマー酸およびエチレンジアミンと
のその付加物はダイマー酸ベースのテトラ−アミドの最
低粘度をもつからである。
【００２５】脂肪族アミド含有材料はまたモノ−アミド
からなることもできる。相変化インクキャリアー組成物
はテトラ−アミド化合物とモノ−アミド化合物の両方を
含むことができる。このモノ−アミド化合物は、代表的
には第１級かまたは第２級モノ−アミドのいずれかから
構成される。ウイトコ化学会社により製造されている、
ケムアミドＳのような第１級モノアミドのステアリンア
ミドを使用することができる。ベヘニルベヘンアミドお
よびステアリルステアリンアミドの各モノ−アミドは極
めて有用な第２級モノ−アミドである。ステアリルステ
アリンアミドは相変化インクキャリアー組成物の製造に
際し特に優れたモノ−アミドである。
【００２６】第２級モノ−アミド化合物を説明する別の
方法は構造式によるものである。さらに特定的に、第２
級モノ−アミド化合物は次の式により示される： ＣxＨy−ＣＯ−ＮＨＣaＨb ここで：ｘは５〜２１の整数；ｙは１１〜４３の整数；
ａは６〜２２の整数；そしてｂは１３〜４５の整数であ
る。
【００２７】脂肪族アミド−含有化合物は、物理的に互
いに両立し得る複数の脂肪族アミド材料から構成され
る。典型的に、相変化インクキャリアー組成物を作るた
めに、複数の脂肪族アミド−含有化合物が用いられたと
きですら、キャリアー組成物は実質的に単一の溶融転移
点を有している。相変化インクキャリアー組成物の溶融
点は少なくとも約７０℃がもっとも適当である。相変化
インクキャリアー組成物はテトラ−アミドとモノ−アミ
ドとを含むことができる。テトラ−アミド対モノ−アミ
ドの重量比は約２：１から１：１０までである。粘着化
剤および可塑剤のような改良剤を、柔軟性および接着性
を増加させるためキャリアー組成物に対して添加するこ
とができる。選ばれる粘着化剤は脂肪族アミド−含有材
料と両立し得るものである。これらには、例えば水素化
されたアビエチン酸のグリセロールエステルであるフォ
ーラル８５、および水素化アビエチン酸のペンタエリス
リトールエステルであるフォーラル１０５、いずれもハ
ーキュレス化学社製；ネビル化学社により作られた合成
ポリテルペン樹脂である、ネブタック１００とネブタッ
ク８０；グッドイヤー化学社により作られた変性合成ポ
リテルペン樹脂のウィングタック８６、およびアラカワ
化学社により作られたロジンエステルであるアラカワＫ
Ｅ３１１などが含まれる。アラカワＫＥ３１１は相変化
インクキャリアー組成物に用いるのに特に適当な粘着化
剤である。
【００２８】柔軟性を増加しかつ溶融粘着を低下させる
ために、可塑剤を相変化インクキャリアーに対して添加
することができる。組成物中で効果があると認められた
可塑剤にはジオクチルフタレート、ジウンデシルフタレ
ート、アルキルベンジルフタレート（サンチサイザー２
７８）およびトリフェニルホスフェート、いずれもモン
サントケミカル社製；エフエムシー社により作られた、
トリブトキシエチルホスフェート（ＫＰ−１４０）；モ
ルフレックスケミカル社製のジシクロヘキシルフタレー
ト（モルフレックス１５０）；およびコダック社製のト
リオクチルトリメリテートなどが含まれる。しかしなが
ら、相変化インクキャリアー組成物の製造に際してはサ
ンチサイザー２７８がもっと良い可塑剤である。この他
の材料も相変化インクキャリアー組成物に対して添加す
ることができる。代表的な相変化インクキャリアー組成
物中に、変色を予防するために抗酸化剤が加えられる。
抗酸化剤にはチバガイギー社により作られたイルガノッ
クス１０１０、ユニローヤル化学社により作られたナウ
ガード７６、ナウガード５１２、およびナウガード５２
４、などが含まれる。
【００２９】特に適当な相変化インクキャリアー組成物
は、テトラ−アミドおよびモノ−アミド化合物、粘着化
剤、可塑剤、および粘度調節剤から構造される。この相
変化インクキャリアー組成物の組成範囲は、典型的には
以下の通りである：テトラ−アミド化合物約１０〜５０
重量％、モノ−アミド化合物約３０〜８０重量％、粘着
化剤約０〜２５重量％、可塑剤約０〜２５重量％、そし
て粘度調節剤約０〜１０重量％。各相変化インクに対す
る透過スペクトルは、市場で入手できる分光ホトメータ
ー、ＡＣＳのスペクトロ−センサーIIで、ＡＳＴＭ Ｅ
８０５（物体の色または色差測定の機器的方法の標準手
法）に規定されている測定法により、機器製造者により
供給されている適切な補正用基準を用いて評価すること
ができる。全体の測色的な仕事を照合しかつ数値化する
目的のため、各測定データはＡＳＴＭ Ｅ３０８（ＣＩ
Ｅシステムを使用し物体の色を計算するための標準的方
法）に従って、三刺激値により、１９７６ ＣＩＥのＬ
(＊)（明度）、ａ(＊)（赤−緑）、およびｂ(＊)（黄−
青）、（ＣＩＥＬＡＢ）値を各相変化インク試料につい
て計算するために換算される。これに加えて、ＣＩＥＬ
ＡＢの心理的の彩度（Chroma）、Ｃ(＊) sub ab、およ
びＣＩＥＬＡＢの心理的の色相角（Hue Angle）、h sub
abの各値が、ＣＩＥ １５.２、測色法（第２版、ＣＩ
Ｅセントラルビューロー、ウイン、１９８６）の刊行物
に従って算出される。
【００３０】相変化インクキャリアー組成物の性状は、
実質的に一様な厚みの薄いフィルムが、比較的高いＬ
(＊)の値を示すように選定される。例えば、相変化イン
クキャリアーの実質的に一様な約２０〜７０μmの薄い
フィルムは、好ましくは少なくとも約６５のＬ(＊)値を
有している。相変化インクキャリアー組成物は、これと
着色剤とを組み合わすことによりインクを形成する。減
色法原色カラー相変化インクは、このインクキャリアー
組成物と原色法カラー着色剤とを組み合わすことにより
作られる。この減色法原色カラー相変化インクは、４つ
の成分色、すなわちシアン、マゼンタ、イエローおよび
黒から構成される。減色法原色着色剤には、カラーイン
デックス（Ｃ.Ｉ.）のソルベルト色素およびディスパー
ス色素の、いずれかのクラスの色素が含まれる。ある種
のＣ.Ｉ.ベーシック色素の使用も、基本的にソルベント
色素の代わりに、ベーシック色素とともに等モル量のス
テアリン酸ナトリウムを相変化インク組成物に対して添
加することにより目的を果たすことができる。アシド色
素およびダイレクト色素もある程度は適合し得るもので
ある。これから作られた相変化インクは比較的高いＬ
(＊)値に加えて、基体上に付与した実質的に一様な厚み
の薄い層で測定したとき、比較的高いＣ(＊) ab値を有
している。基体上のこの相変化インク組成物の再配向し
た層は、減色法原色のイエロー、マゼンタおよびシアン
の各相変化インク組成物の約２０μmの実質的に一様な
薄いフィルムとして、イエローインク組成物には少なく
とも約４０、マゼンタインク組成物には少なくとも約６
５、そしてシアンインク組成物には約３０であるＣ(＊)
ab値を有している。
【００３１】ドラム上に中間的な転写表面を形成する液
体層の厚みは、反応フーリエ変換赤外スペクトルまたは
レーザー干渉計の使用などにより測定することができ
る。この厚みは約０.０５μから約６０μにまで変える
ことができると理論化されるが、もっとも好ましくは約
１μから約１０μまでである。中間転写表面を形成する
層の厚みは、より粗い表面の支持面またはドラムが使用
されるならば増大する。支持面またはドラムの表面状態
は、約１マイクロインチ（０.００００２５mm）から約
１００マイクロインチ（０.００２５mm）までの平均粗
度（Ｒa）をもち、さらに好ましくは約５〜約１５マイ
クロインチ（０.０００１３〜０.０００３８mm）であ
る。中間転写表面として用いることのできる適当な液体
には水、フッ素化オイル、グリコール、表面活性剤、鉱
油、シリコンオイル、メルカプトシリコンオイルのよう
な機能性オイル、フッ素化シリコンオイル、およびその
他、またはこれらの組み合わせなどが含まれる。以下の
各例は本発明を説明するもので、いかなる方式において
も本発明を制限するためのものではない。
【００３２】
【実施例】以下の各ケースはスーパー画素が２×２配置
で４個のサブ画素により決められて得られるグレーレベ
ルを示している。いずれのケースも０.０２、０.０８、
０.３６および１.６の光学的濃度の単層インクが用いら
れた。最大の光学的濃度は１つのサブ画素中に２滴の最
高濃度と１滴の次に高い濃度のものとによって達成され
た。
【００３３】比較例 ケース＃１ 無画像要素は全範囲について使用しなかった。最大の光
学的濃度は１つのサブ画素中に２滴の最高濃度インクと
１滴の次に高い濃度のものとによって達成された。理論
的合計の４４０のユニークなグレーレベルが達成された
が、実際にこのグレーレベルは３滴のインクをもつサブ
画素に隣接して、インクのないサブ画素の配置を必要と
するため達成されてはいないのである。この比較ケース
において、レリーフは大きくそして崩壊しかつ進行し
た、。これは最大濃度の分野中の最小濃度の線を保持す
る能力で特に顕著であろう。このケースは階調の喪失と
定性的な画質の低下とにより完全に不満足な結果を与え
た。図５はこの比較ケースについての光学的濃度対イン
クレベルを示している。
【００３４】本発明ケース＃２ 本発明ケースは無画像要素の使用により比較例ケース＃
１とは異なり、これは最小濃度の大きな区域においてす
ら全範囲を得るために使用された。このケースにおいて
は、全体で４０５の比較例ケースより少ない理論レベル
が得られたが、これらレベルのすべてが画像形成に際し
て利用可能である。インク層の厚みは、隣接するどのサ
ブ画素においても２個のインク液滴の厚みより大きく相
異してはいない。レリーフの崩壊とドットのにじみは比
較例ケース＃１に比べてずっと改善された。最高濃度の
区域上の最低濃度の細い線も維持される。グレーレベル
の理論値は低下したけれど、実際に利用可能なグレーレ
ベル値はずっと大きくなった。図６は本発明ケースにつ
いての光学的濃度対インクレベルを示している。比較例
ケース＃１と本発明ケース＃２とは、図５と図６とに示
したように適当な階調レスポンスカーブを両者とも示し
ている。比較例ケース１は不適切な画質を与えたが、本
発明ケース＃２は高解像のエッジをもつ優れた画質を与
えた。
【図面の簡単な説明】
【図１】相変化インクプリント装置の概略図である。
【図２】液体層の中間転写表面上の相変化インクを示す
拡大図である。
【図３】媒体上に相変化インク画像を転写する公知技術
を示す拡大図である。
【図４】本発明による媒体上に相変化インク画像の転写
を示す拡大図である。
【図５】比較例＃１に対する光学濃度対インクレベルの
応答曲線を示すものである。
【図６】本発明例＃２に対する光学濃度対インクレベル
の応答曲線を示すものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーナード・アレン・アツプル アメリカ合衆国ノースカロライナ州28793. ヘンダーソンビル．ボツクス2799

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの固体相変化インク；固
    体の無画像要素；前記の固体相変化インクを溶融した相
    変化インクとするために溶融することができ、かつ前記
    の固体無画像要素を溶融した無画像要素とするために溶
    融することができる加熱システム；前記の溶融相変化イ
    ンクと溶融無画像要素とを受容し、そして前記の溶融相
    変化インクと溶融無画像要素の各液滴を画像状パターン
    を形成するようサブ画素中に沈着させることのできるプ
    リントヘッド；前記プリントヘッドからの前記溶融相変
    化インクと溶融無画像要素との前記画像状パターンを受
    け入れることのできる転写表面；前記転写表面上の画像
    状パターン中の前記の溶融相変化インクと溶融無画像要
    素とを冷却して、前記の画像状パターン中で可塑性の相
    変化インクと可塑性の無画像要素とを形成させるための
    冷却機構；媒体；前記の転写表面から前記の媒体に対し
    て、前記の画像状パターン中の可塑性の相変化インクと
    可塑性の無画像要素とを転写することのできる転写機構
    とから構成されている透明媒体上に階調画像を記録する
    ための装置。
  2. 【請求項２】 前記の固体無画像要素は０.１５より小
    さい光学的濃度をもつものである、請求項１に記載の透
    明媒体上に階調画像を記録するための装置。
  3. 【請求項３】 前記の固体無画像要素は０.１０より小
    さい光学的濃度をもつものである、請求項２に記載の透
    明媒体上に階調画像を記録するための装置。
  4. 【請求項４】 前記の少なくとも１つの相変化インク
    が、第１のイメージ用インクと第２のイメージ用インク
    とからなるものである、請求項１に記載の透明媒体上に
    階調画像を記録するための装置。
  5. 【請求項５】 前記の少なくとも１つの相変化インク
    が、第１のイメージ用インク、第２のイメージ用インク
    および第３のイメージ用インクとからなるものである、
    請求項４に記載の透明媒体上に階調画像を記録するため
    の装置。
  6. 【請求項６】 前記第１のイメージ用インクは、少なく
    とも０.０８から０.４０以下の光学的濃度をもつもので
    ある、請求項４に記載の透明媒体上に階調画像を記録す
    るための装置。
  7. 【請求項７】 前記第１のイメージ用インクは、少なく
    とも０.２から０.４０以下の光学的濃度をもつものであ
    る、請求項６に記載の透明媒体上に階調画像を記録する
    ための装置。
  8. 【請求項８】 前記第２のイメージ用インクは、０.４
    ０以上で０.９０以下の光学的濃度をもつものである、
    請求項４に記載の透明媒体上に階調画像を記録するため
    の装置。
  9. 【請求項９】 前記第２のイメージ用インクは、０.７
    ０以上で０.９０以下の光学的濃度をもつものである、
    請求項８に記載の透明媒体上に階調画像を記録するため
    の装置。
  10. 【請求項１０】 前記第３のイメージ用インクは、少な
    くとも１.２から５.０までの光学的濃度をもつものであ
    る、請求項５に記載の透明媒体上に階調画像を記録する
    ための装置。
  11. 【請求項１１】 前記第３のイメージ用インクは、少な
    くとも１.２から２.０までの光学的濃度をもつものであ
    る、請求項１０に記載の透明媒体上に階調画像を記録す
    るための装置。
  12. 【請求項１２】 前記第１のイメージ用インクは、次の
    式により決められる光学的濃度をもつものである、請求
    項４に記載の透明媒体上に階調画像を記録するための装
    置。 【数１】 ここで：Ｄは光学濃度各ステップ間の許容し得る最大偏
    差；Ｐnは無画像要素の光学的濃度；Ｎaは各インク
    （ａ）についてサブ画素当たりに許容されるインクの液
    滴数；そしてｎとｍは一緒に掛け合わされてスーパー画
    素当たりのサブ画素を規定する。
  13. 【請求項１３】 前記第２のイメージ用インクは、次の
    式により決められる光学的濃度（Ｐ2）をもつものであ
    る、請求項１２に記載の透明媒体上に階調画像を記録す
    るための装置。 【数２】
  14. 【請求項１４】 さらに第３のイメージ用インクを含
    み、このインクは次の式により決められる光学的濃度
    （Ｐ3）をもつものである、請求項１３に記載の透明媒
    体上に階調画像を記録するための装置。 【数３】
  15. 【請求項１５】 前記の各サブ画素は第１のサブ画素と
    このサブ画素に隣接する第２のサブ画素とから構成さ
    れ、ただしここで前記第１のサブ画素中での液滴数は前
    記第２のサブ画素中の液滴数よりも２つ以上多くないも
    のである、請求項１に記載の透明媒体上に階調画像を記
    録するための装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１のサブ画素中の液滴数は、前
    記第２のサブ画素中の液滴数よりも１つ以上多くないも
    のである、請求項１５に記載の透明媒体上に階調画像を
    記録するための装置。
  17. 【請求項１７】 以下の各インクから構成される固体相
    変化インクの１セット：次の式により規定される光学的
    濃度をもつ第１の固体相変化インク： 【数４】 次の式により規定される光学的濃度（Ｐ2）をもつ第２
    の固体相変化インク： 【数５】 そして次の式により規定される光学的濃度（Ｐ3）を有
    する第３のイメージ用インク： 【数６】 ここで：Ｄは光学濃度各ステップ間の許容し得る最大偏
    差；Ｐnは無画像要素の光学的濃度；Ｎaは各インク
    （ａ）についてサブ画素当たりに許容されるインクの液
    滴数；そしてｎとｍは一緒に掛け合わされてスーパー画
    素当たりのサブ画素を規定するものであり；固体の無画
    像要素；前記の固体相変化インクのセットを溶融した相
    変化インクのセットとするために溶融することができ、
    かつ前記の固体無画像要素を溶融した無画像要素とする
    ため溶融することができる加熱システム；前記の溶融相
    変化インクのセットと溶融無画像要素とを受容し、そし
    て前記の溶融相変化インクのセットと溶融無画像要素と
    を溶融画像状パターン中に沈着させることのできるプリ
    ントヘッド；前記プリントヘッドからの溶融画像状パタ
    ーンを受け入れることのできる転写表面；前記転写表面
    上の溶融画像状パターンを冷却して可塑性の画像状パタ
    ーンを形成させるための冷却機構；媒体；および前記転
    写表面上の可塑性画像状パターンを前記媒体に転写する
    ことのできる転写機構とから構成される媒体上に階調画
    像を記録するための装置。
  18. 【請求項１８】 前記第１の固体相変化インクは少なく
    とも０.０８から０.０４以下の光学的濃度をもち；前記
    第２の固体相変化インクは、０.４０以上で０.９０以下
    の光学的濃度をもち；そして前記第３のイメージ用イン
    クは少なくとも１.２から５.０までの光学的濃度をもつ
    ものである、請求項１７に記載の媒体上に階調画像を記
    録するための装置。
  19. 【請求項１９】 以下のものから構成される固体相変化
    インクの１セット：第１の固体相変化インクは厚み１９
    μmの液滴に対し少なくとも０.０８から０.４０以下の
    光学的濃度をもち；第２の固体相変化インクは厚み１９
    μmの液滴に対し０.４０以上で０.９０以下までの光学
    的濃度をもち；第３のイメージ用インクは厚み１９μm
    の液滴に対し少なくとも１.２から５.０までの光学的濃
    度をもつものである；固体の無画像要素で、この要素は
    厚み１９μmの液滴に対し０.１５以下の光学的濃度をも
    つものである；前記の固体相変化インクのセットを溶融
    した相変化インクのセットとするため溶融することがで
    き、かつ前記の固体無画像要素を溶融した無画像要素と
    するため溶融することができる加熱システム；前記の溶
    融相変化インクのセットと溶融無画像要素とを受容し、
    そして前記の溶融相変化インクのセットと溶融無画像要
    素とを溶融画像状パターン中に沈着させることのできる
    プリントヘッド；前記プリントヘッドからの溶融画像状
    パターンを受け入れることのできる転写表面；前記転写
    表面上の溶融画像状パターンを冷却して可塑性の画像状
    パターンを形成させるための冷却機構；媒体；および前
    記転写表面上の可塑性画像状パターンを前記媒体に転写
    することのできる転写機構とから構成される透明媒体上
    に階調画像を記録するための装置。
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