KR100592626B1 - 잉크-젯 인쇄용 반응성 잉크 세트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수성 비히클 및 착색제를 포함하는 잉크를 포함하되, 제 1 및 제 2 잉크를 포함하는 2개 이상의 상호 반응성 잉크 및 2개 이상의 상호 반응성 잉크와 비반응성인 잉크를 포함하는 잉크 세트, 및 이를 이용하는 잉크젯 인쇄 방법을 개시한다. 본 발명의 잉크 세트는 잉크의 디자인 및 잉크가 사용되는 잉크젯 인쇄 시스템의 구조의 가요성을 허용하면서 반응성 잉크의 장점을 이용한다.

Description

잉크-젯 인쇄용 반응성 잉크 세트{Reactive Ink Set For Ink-Jet Printing}
도 1a는 흑색 및 청록색 잉크가 서로 반응성인, 흑색과 청록색사이의 번짐(얇은 수직선으로 나타난다)을 나타내는 선 그림이다.
도 1b는 흑색 및 청록색 잉크가 서로 반응성이고 흑색 잉크로 인쇄된 영역이 먼저 하부 인쇄된후 흑색 잉크와 반응성인 다른 잉크로 인쇄되는, 흑색 및 청록색사이의 번짐(얇은 수직선으로 나타난다)을 나타내는 선 그림이다.
도 1c는 흑색 및 청록색 잉크가 서로 비반응성인, 흑색과 청록색사이의 번짐(얇은 수직선으로 나타난다)을 나타내는 선 그림이다.
도 1d는 흑색 및 청록색 잉크가 서로 비반응성이고 흑색 잉크로 인쇄된 영역이 먼저 하부 인쇄된후 흑색 잉크와 반응성인 다른 잉크로 인쇄되는, 흑색 및 청록색사이의 번짐(얇은 수직선으로 나타난다)을 나타내는 선 그림이다.
본 발명은 잉크-젯 인쇄에 사용되는 반응성 잉크, 및 보다 구체적으로 비-반 응성 서브세트를 갖는 반응성 잉크 세트에 관한 것이다.
잉크-젯 인쇄는 특히 수문자, 영역 채움 및 다른 패턴을 형성하기위해 잉크 방울이 인쇄 매질에 점착되는 비-충격 인쇄 방법이다. 비교적 소음이 없는 조작과 함께 저가 및 고품질의 인쇄 출력으로 인해 잉크젯 프린터는 컴퓨터와 함께 이용되는 다른 유형의 프린터에 대한 인기있는 대안책이 된다.
잉크젯 인쇄의 비충격 인쇄 방법은 작은 잉크 방울을 마이크로프로세서에 의해 발생하는 전기 신호에 반응하여 종이, 투명 필름 또는 텍스타일과 같은 인쇄 매질상으로 분출시키는 것을 포함한다. 잉크젯 인쇄에서 잉크 방울 분출을 달성하는데에는 현재 사용가능한 두가지 기본적인 수단인 가열식 및 압전식 수단이 있다. 가열식 잉크젯 인쇄에서, 방울 분출을 위한 에너지는 전기적으로 가열된 레지스터 소자에 의해 발생되고, 이는 마이크로프로세서로부터의 전기적 신호에 반응하여 신속하게 가열되어 증기 기포를 생성하여 결과적으로 잉크가 레지스터 소자와 연관된 노즐을 통해 빠져나가게 된다. 압전 잉크젯 인쇄에서는, 잉크 방울은 마이크로프로세서에 의해 발생하는 전기적 신호에 반응하여 다시 압전 결정의 진동에 의해 분출된다.
가열식 잉크젯 인쇄에서, 잉크젯 이미지는 정확한 패턴의 점이 "프린트헤드"로 공지된 방울 발생 장치로부터 인쇄 매질로 분출될 때 형성된다. 전형적인 잉크젯 프린트헤드는 가열식 잉크젯 프린트헤드 기재, 예를 들면 규소, 니켈 또는 폴리이미드 또는 이의 조합상에 결합된 정확하게 형성된 노즐(또는 사출기 부위)의 배열을 갖는다. 기재는 하나이상의 잉크 저장소와 유체 연통하는 유체 잉크(착색제가 용매에 용해되거나 분산된다)를 수용하는 일렬의 점화실 또는 방울 분출기 부분 을 갖는다. 각각의 점화실은 잉크가 점화 레지스터와 노즐사이에 수집될 수 있도록 노즐의 반대편에 위치한 "점화 레지스터"로 공지된 얇은 필름 레지스터를 갖는다. 프린트헤드는 프린터의 폭(다르게는 "스캔 축")을 따라 이동하는 운반대에 탑재되어있다.
시판되는 가열식 잉크젯 프린터, 예를 들면 휴렛 팩커드 캄파니에서 시판하는 데스크젯(상표명, DeskJet) 프린터는 상이한 색조, 즉, 마젠타색, 황색 및 청록색, 및 선택적으로 흑색의 잉크를 사용한다. 잉크를 제조하는데 사용되는 착색제, 예를 들면 염료의 특정한 세트는 "제 1 염료 세트"로 언급된다. 색의 스펙트럼, 예를 들면 제 2 색이 제 1 염료 세트의 상이한 조합을 이용하여 발생할 수 있다.
잉크젯 프린터의 한 범주는 잉크 저장소가 운반대에 내장된, 따라서 내장식 또는 온-액시스(on-axis)로 언급되는 일회용 프린터헤드를 이용한다. 저장소는 프린터헤드 부분과 일체형으로 형성되거나 또는 이들은 탈착가능하게 결합될 수 있다.
잉크젯 프린터의 다른 범주는 운반대에 위치하지않은, 따라서 비내장식 또는 오프-액시스(off-axis)로 언급되는 잉크 저장소를 이용한다. 한 경우에, 저장소는 프린트헤드가 재충전을 위해 주기적으로 고정 저장소로 이동할 때 간헐적으로 프린트헤드를 잉크로 재충전시킨다. 다른 유형은 유체관에 의해 프린트헤드에 결합된 대체가능한 잉크 저장소를 이용한다. 프린트헤드는 이 유체관을 통해 잉크로 재충전된다.
저장소는 개별적으로(다른 저장소와는 분리되어) 대체가능하거나 또는 저장소는 유니트로서 대체될 수 있는 하나의 일체형 저장소 부분으로서 형성될 수 있다.
상이한 프린트헤드/잉크 저장소 외형이 상이한 소비자의 욕구를 해결하였다. 예를 들면 내장식 디자인은 사용의 편이성을 제공한다. 비내장식 디자인을 이용하는 프린터는 더 큰 잉크 부피를 필요로하는 인쇄 작업, 예를 들면 큰 포맷의 인쇄동안 중단되는 횟수를 더욱 감소시킨다.
일반적으로, 유색 잉크젯 인쇄를 위한 성공적인 잉크 세트는 하기 성질을 가져야만한다: 우수한 크러스트(crust) 내성, 우수한 안정성, 적절한 점도, 적절한 표면장력, 우수한 색-대 색 번짐 감소, 신속한 건조 시간, 비히클과의 음성 반응없음, 소비자 안전성 및 낮은 꿰뚫음. 가열식 잉크젯 시스템에 위치할 때, 잉크 세트는 종종 막힘 내성이어야만한다. 또한 성공적인 잉크 세트는 잉크젯 프린트 카트리지의 디자인 및 외형에 가요성을 제공하도록 충분히 확고해야만한다.
잉크가 염료계인지 안료계인지에 무관하게, 잉크젯 잉크는 일반적으로 유색-대-유색 또는 흑색-대-유색 번짐 제어의 도전에 직면한다. 본원에서 사용되는 용어 "번짐"은 색들 사이의 울퉁불퉁한 경계선에 의해 명확한, 일단 잉크가 인쇄 매질에 점착된후 한 색에서 다른 색으로의 침입으로 정의된다. 번짐은 종종 종이 기재 자체내부뿐만 아니라 종이 기재의 표면에서의 색의 혼합으로서 발생한다. 번짐의 발생은 흑색 잉크와 인접하게 인쇄된 유색 잉크사이에서 특히 문제가 되는데, 이는 보다 잘 보이기 때문이다. 따라서, 우수한 인쇄 품질을 수득하기위해서, 번짐은 색사이의 경계선이 개끗하고 한색이 다른 색으로 침입하지않도록 실질적으로 감소 또는 제거되어야만한다.
인쇄된 이미지사이의 번짐을 제어하기위해 사용되는 한 접근법은, 본원에 참고로 인용되어있고 본 발명과 동일한 양수인에게 양도된 쉴즈(Shields) 등의 이름으로 출원된 발명의 명칭이 "Method and apparatus for preventing color bleed in a multi-ink printing system"인 미국 특허 제 5,428,383 호에 개시된 바와 같이, 한 잉크에는 침전제(예를 들면 다가 금속 염)를 사용하고, 다른 잉크, 바람직하게는 흑색 잉크에는 바람직하게는 하나이상, 바람직하게는 2개이상의 카복실 및/또는 카복실레이트 기를 갖는 유기 염료 형태인 착색제를 사용하는 것이다. 잉크가 서로 인접하게 인쇄 매질상에 인쇄될 때 침전제를 함유한 잉크는 카복실/카복실레이트 기를 갖는 착색제를 침전시켜, 다른 잉크의 착색제의 이동을 방지하여 2개의 인접한 인쇄 영역사이에서의 번짐을 감소시킨다.
잉크젯 잉크사이의 번짐을 감소시키는 다른 방법은, 본원에 참고로 인용되어있고 본 발명과 동일한 양수인에게 양도된 쉴즈 등의 이름으로 출원된 발명의 명칭이 "Bleed alleviation using pH-sensitive dyes/inks"인 미국 특허 제 5,181,045 호에 개시된 바와 같은, pH-민감성 염료의 사용을 포함한다. 이 문헌에는 pH-민감성 염료를 갖는 잉크, "pH-민감성 잉크"가 적절한 pH를 갖는 인접한 잉크, "목표 잉크"로의 번짐을 방지할 것으로 개시되어있다. 보다 구체적으로, pH-민감성 염료를 갖는 잉크의 이동은 적절한 pH를 갖는 인접한 잉크와의 접촉에 의해 염료를 면에서 불용성이되게함으로써 방지된다. 따라서, 번짐은 "목표" 잉크 뿐만 아니라 "pH-민감성 잉크" 둘다를 이용하여 감소 또는 제거된다. 전형적으로, 흑색 염료의 유색 잉크로의 침입은 시각적으로 더 잘 보이기 때문에 그 역의 경우보다 보다 문제가 있으므로, 흑색 잉크는 pH-민감성 염료를 사용할 것이고, 유색 잉크의 pH는 흑색 잉크가 유색 잉크로 번지는 것을 억제할 수 있도록 본 발명의 실시에서 제어될 것이다. 미국 특허 제 5,181,045 호의 방법은 번짐을 완전히 제어하도록 약 4(심지어 5)의 pH 차이를 요구한다.
둘다 본원에 참고로 인용된 미국 특허원 제 08/567974 호(1995년 12월 6일자로 아다믹(Adamic) 등에 의해 출원되고 발명의 명칭이 "Bleed alleviation in ink-jet inks using organic acids"이고 본 발명과 동일한 양수인에게 허여됨) 및 미국 특허 제 5,679,143 호(루만(Looman)에 의해 출원되고 발명의 명칭이 "Bleed alleviation in ink-jet inks using acid containing a basic functional group"이고 본 발명과 동일한 양수인에게 허여됨)는 또한 적절한 pH(제 1 잉크보다 더 높거나 더 낮다)를 갖는 제 2 잉크(목표 잉크)와 pH-민감성 염료를 접촉시킴으로써 인쇄 매질상에 한 잉크(pH-민감성 잉크)의 pH-민감성 염료를 침전시킴으로써 번짐을 제어하는 방법을 개시한다. 인쇄 매질상에 접촉시, 제 1 잉크의 pH-민감성 염료는 불용성이되고, 따라서 덜 번진다. 미국 특허원 제 08/567974 호는 상기 개시된 미국 특허 제 5,181,045 호에 개시된 것과 비교하여 pH-민감성 염료 착색제의 침전에 필요한 pH 차이를 감소시키기위한 유기산의 사용을 개시한다. 미국 특허 제 5,679,143 호는 염기성 작용기를 갖지않는 유기산, 및 산성 및 염기성 작용기 둘다, 특히 하나이상의 산성 작용기 및 하나이상의 염기성 작용기를 함유하는(이때 염기성 작용기의 수는 산성 작용기의 수와 동일하거나 또는 이보다 더 크다) pH 조절 유기 화합물을 이용한다. 잉크젯 잉크 조성물중의 유기산의 존재는 상기 미국 특허원 제 08/567974 호에 개시된 바와 같이, 제 2 침입 잉크젯 잉크 조성물의 pH-민감성 착색제가 불용성이 되는데 필요한 pH 차이를 감소시킨다. 이중 기능 pH 조절 화합물의 존재는 또한 잉크젯 잉크 조성물의 pH를 허용가능한 수준으로 증가시키면서 잉크젯 잉크 조성물중의 산 작용기의 농도를 증가시킨다. 따라서, 이중 기능 pH 조절 화합물은 제 08/567974 호에 개시된 작용기작에 따라 유기산 단독에 의해 수득되는 번짐 감소를 증가시킨다.
제 1 색(예를 들면 청록색, 마젠타색 및 황색) 및 제 2 색(예를 들면 적색, 청색 및 녹색)과 흑색사이의 번짐의 발생을 예방하기위해서, 모든 3가지의 제 1 색은 상기 개시된 바와 같은(다가 금속 염, pH-민감성 염료) 반응 기작에 따라 흑색과 반응성이도록 고안된다.
비록 이들의 장점에도 불구하고, 상기 해법은 잉크 및 잉크가 사용되는 인쇄 시스템의 디자인의 가요성을 최대화하지 못한다. 예를 들면 반응성 잉크 시스템을 사용하면 반응성 잉크가 바람직하지않게 혼합될 수 있고, 따라서, 인쇄 시스템, 특히 컴팩트 프린트헤드 배열 또는 컴팩트 잉크 이동 배열에서의 신뢰도 문제를 일으킨다.
따라서, 잉크의 디자인 및 잉크가 사용되는 잉크젯 인쇄 시스템 구조에서의 가요성을 허용하면서 반응성 잉크의 장점을 이용할 수 있는 반응성 잉크 세트에 대한 필요성이 제기되었다.
본 발명에 따르면, 수성 비히클 및 착색제를 포함하는 잉크를 포함하되, 둘이상의 상호 반응성 잉크, 및 둘이상의 상호 반응성 잉크와 비반응성인 잉크를 포함하는 잉크 세트, 및 이를 이용하는 인쇄 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 잉크 세트는 잉크의 디자인 및 잉크가 사용되는 잉크젯 인쇄 시스템 구조의 가요성을 허용하면서도 반응성 잉크의 장점을 이용한다.
정의
반응성 잉크 - 다른 잉크의 성분과 반응성인 성분을 가져서 개선된 성질, 예를 들면 반응성 잉크와 다른 잉크가 인쇄 매질에서 인접하게 인쇄될 때 반응성 잉크와 다른 잉크사이의 번짐의 감소를 제공하는 잉크.
상호 반응성 잉크 - 서로 반응성인 잉크.
비반응성 잉크 - 상호 반응성 잉크와 비반응성인 잉크.
일체형 프린트헤드 - 고정된 구조체에 영구적으로 결합된 일렬의 방울 분출기 부분을 갖는 프린트헤드. 분출기 부분은 규소, 니켈, 폴리이미드 또는 이의 조합을 포함하는 물질로부터 가공된다. 모놀리식 프린트헤드를 형성하는 이런 기술은 당분야에 공지되어있고 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 제 4,438,191 호 및 제 4,922,265 호와 같은 문헌에 개시되어있다.
일체형 프린트 카트리지 - 잉크젯 프린트헤드 부분, 및 하나이상의 저장실, 또는 일체형 저장소 부분이 일체형 프린트 카트리지를 형성한다.
내장식(on-axis) - 잉크 저장소가 운반대에 내장되어있는 일회용 프린트헤드를 이용하는 잉크젯 프린터의 한 범주. 저장소는 프린트헤드 부분과 일체적으로 또는 탈착가능하게 결합되도록 형성될 수 있다.
비내장식(off-axis) - 운반대에 위치하지않는 잉크 저장소를 이용하는 잉크젯 프린터의 범주. 한 경우에, 프린트헤드가 재충전을 위해 주기적으로 고정된 저장소로 이동하였을 때 저장소는 프린트헤드에 간헐적으로 잉크를 재충전시킨다. 다른 유형은 유체관에 의해 프린트헤드로 연결된 대체가능한 잉크 저장소를 이용한다. 프린트헤드는 이 유체관을 통해 잉크로 재충전된다.
개시
본 발명의 잉크 세트는 둘이상의 상호 반응성 잉크 및 둘이상의 상호 반응성 잉크와 비반응성인 잉크를 포함한다. 바람직한 양태에서는, 잉크 세트는 4개이상의 잉크를 포함하고, 이때 각각의 잉크는 수성 비히클 및 착색제를 포함한다. 본 발명에 따르면, 제 1 잉크는 제 2 잉크와 반응성이고 제 3 잉크와 비반응성이다. 바람직하게는, 제 1 잉크는 또한 제 4 잉크와 반응성이다. 보다 바람직하게는 제 1 및 제 3 잉크는 각각 흑색 및 청록색이고, 제 2 잉크는 마젠타색 및 황색로 구성된 군에서 선택된다. 가장 바람직하게는 제 2 잉크는 마젠타색이고 제 4 잉크는 황색이다. 본 발명은 고정된 수의 잉크에 한정되지않고, 동일하거나 상이한 착색제를 갖는 잉크 및 상이한 착색제 농도를 갖는 잉크를 잉크 세트에 사용할 수 있음을 당분야에 숙련된 이들은 인식해야만한다.
본 발명은 반응목적과는 무관하게 제 1 잉크가 제 2 및, 선택적으로 제 4 잉크와 반응성이도록 고안되는 임의의 반응성 시스템에서 이용될 수 있다. 반응은 번짐 감소, 되묻음고착성, 개선된 건조 시간 또는 임의의 다른 바람직한 성질과 같은 다수의 인쇄 시스템 성질중 임의의 하나를 개선시키기위해 사용될 수 있다.
달리 언급되지않는한 예시목적으로만, 흑색, 마젠타색, 청록색 및 황색은 제 1 내지 제 4 잉크를 언급하는 것으로 이용될 것이고, "번짐"은 잉크사이의 반응의 효과를 개시하기위해 사용된다.
잉크가 잉크젯 프린트헤드의 노즐판을 더럽히는 것은 드문일이 아니다. 이 더럽힘은 차례로 예를 들면 와이핑 과정동안 잉크의 혼합을 일으킨다. 잉크의 이 혼합 특히 반응성 잉크를 일체형 프린트헤드와 연관하여 사용하는 것은 점화실에서 신뢰도 문제를 생성시킬 수 있다. 따라서, 상기 개시된 바와 같은 반응성 잉크를 이용하여 접근할 때(또는 이 문제에 대해 임의의 다른 반응성 접근), 민감성 잉크, 예를 들면 흑색, 및 목표 잉크, 예를 들면 유색 잉크와 연관된 분출기 부분을 서로 분리시키는 것이 바람직하다. 이 접근을 이용하여 유색 잉크는 모두 동일한 일체형 프린트헤드 또는 개별적인 일체형 프린트헤드들을 이용할 수 있다. 어느 방법이든 흑색 잉크는 동일한 노즐판상에서 잉크의 혼합을 방지하기위해 분리된 일체형 프린트헤드와 연관된다. 큰 장점에도 불구하고 이 접근은 잉크젯 인쇄 시스템의 디자인에서 바람직한 가요성을 제공하지않는다. 또한, 모든 유색 잉크가 흑색 잉크와 반응성이도록 고안해야 함은 유색 잉크를 배합하기위한 디자인 공간을 제한할 수 있다. 본 발명의 잉크 세트는 서브세트가 비반응성인 반응성 잉크 세트를 이용하여 사용되는 잉크 및 잉크젯 인쇄 시스템의 디자인에 가요성을 허용한다.
상호 반응성 잉크(예를 들면 제 1 잉크 및 제 2 및 제 4 잉크)사이의 반응은 상기 개시된 특허 및 특허원에 개시된 바와 같은 당분야에 공지된 기작중 임의의 하나, 예를 들면 pH-민감성 착색제, 또는 침전제를 이용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 잉크 세트는 한 영역이 상호 반응성 잉크(예를 들면 제 1 잉크)중 하나로 인쇄되고, 다른 영역이 다른 상호 반응성 잉크(예를 들면 제 2 또는 제 4 잉크중 하나이상)로 인쇄되는 인접하게 인쇄된 영역사이의 번짐을 감소시킬 것이다. 제 3 잉크가 제 1 잉크와 비반응성이기 때문에 한 영역이 제 1 잉크로 인쇄되고 다른 영역이 제 3 잉크로 인쇄된 경우 인접하게 인쇄된 영역사이에는 번짐 제어가 없다. 따라서, 제 3 잉크가 유색, 바람직하게는 청록색인 것이 바람직하고, 이는 제 1 잉크, 바람직하게는 흑색 다음에 인쇄된 경우 최소한의 가시적인 번짐을 나타낼 것이다.
비반응성 잉크(예를 들면 흑색 잉크와 비반응성인 잉크), 예를 들면 비반응성 청록색 잉크, 및 반응성 마젠타색 및 황색 잉크(예를 들면 흑색 잉크와 반응성임)를 사용하는 경우, 흑색 대 유색 번짐은 황색(반응성), 마젠타색(반응성), 적색(마젠타색+황색), 청색(청록색 +마젠타색) 및 녹색(황색+청록색)의, 흑색 잉크로 인쇄된 영역에 인접한 영역 충진에 대해 감소될 것이고, 이는 반응성 잉크(예를 들면 황색 또는 마젠타색)중 하나이상이 유색 영역에 존재하기 때문이다. 그러나, 흑색 다음에 비반응성 잉크, 예를 들면 청록색을 인쇄할 때에는 번짐 제어가 없을 것이다. 따라서, 제 1 및 제 3 잉크를 포함하는 모든 색사이의 번짐을 감소 또는 제거하는 것이 바람직할 수 있다.
제 1과 제 3 잉크사이의 번짐 감소를 수득하기위해서, 제 1 잉크(예를 들면 흑색)로 인쇄되는 영역(제 1 영역)이 또한 제 1 잉크와 반응성인 하나이상의 잉크(예를 들면 마젠타색 또는 황색)로 적어도 부분적으로 인쇄되는 인쇄 방법(이후로는 하부-인쇄 방법으로 언급된다)을 사용한다. 하부-인쇄 방법은 제 1 잉크의 착색제가 비반응성 잉크로 인쇄된 인접한 영역으로 이동하는 것을 방지하도록 반응성 잉크의 성질 또는 반응성 잉크의 성분과 제 1 잉크의 성분과의 반응 때문에 제 1 잉크의 착색제의 필요한 부동화를 제공한다. 또한, 하부-인쇄 방법은 제 1 잉크의 되묻음고착성과 같은 다른 인쇄 시스템 속성을 개선시키기위해 이용될 수 있다.
잉크에 사용되는 착색제는 염료계 또는 안료계일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "안료"는 수성 비히클에 불용성인 착색제를 의미하고 분산된 염료를 포함한다.
착색제
잉크에 사용되는 착색제는 염료 또는 안료계일 수 있다. 착색제의 선택은 각각의 인쇄 용도에 의존한다. 제 1 잉크의 착색제의 경우에서와 같이, 착색제의 선택은 또한 선택되는 반응 기작, 예를 들면 pH 민감성 착색제의 이용 또는 침전제(예를 들면 다가 금속 염)의 이용 또는 임의의 다른 적합한 반응 기작에 의존할 것이다.
제 1 잉크에 사용되는 적합한 착색제의 예는 미국 특허 제 4,963,189 호(힌다골라(Hindagolla)에 의해 출원되고 본 발명과 동일한 양수인에게 양도되고 본원에 참고로 인용되어있다)에 개시되어있는 바와 같은 하나이상, 바람직하게는 둘이상의 카복실 및/또는 카복실레이트 기를 갖는 유기 염료, 및 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 5,085,698 호 및 미국 특허 제 5,555,008 호에 개시된 바와 같은 카복실레이트 가용성 기를 함유한 분산제로 분산된 수불용성 착색제(예를 들면 안료)를 갖는 카복실화된 안료 분산액을 포함한다.
다른 잉크, 즉 제 2, 제 3, 및 제 4 잉크에 사용되는 착색제는 당분야에 공지되어있고, 예를 들면 전술한 특허 및 특허원에 개시되어있다.
수성 비히클
수성 비히클은 당분야에 공지된 바와 같은 물 또는 물과 하나이상의 수용성 유기 용매와의 혼합물이다. 적합한 혼합물의 선택은 특정 용도의 필요성, 예를 들면 바람직한 표면 장력, 점도, 선택된 착색제, 잉크젯 잉크의 건조 시간, 및 잉크가 인쇄되는 종이의 유형에 의존할 것이다. 잉크는 또한 잉크젯 인쇄에서 첨가제로서 일반적으로 사용되는 추가의 성분, 예를 들면 살균제, 계면활성제 등을 추가로 포함할 수 있다.
반응 기작에 따라, 반응성 잉크는 추가의 성분을 가질 수 있다. 예를 들면, 번짐을 감소시키기위한 반응 기작이 제 1 잉크의 pH-민감성 착색제의 침전에 의한 것이면, 반응성 제 2 및 제 4 잉크는 상기 언급된 미국 특허 제 5,679,143 호 및 미국 특허원 제 08/567974 호에 개시된 바와 같이 접촉시 제 1 잉크의 pH-민감성 착색제가 불용성이 되기에 충분한 양의 유기 산을 포함한다.
다르게는, 반응 기작은 상기 언급된 특허에 개시된 바와 같이 다가 금속 염과 같은 침전제의 사용에 근거할 때, 제 2 및 제 4 잉크는 침전제, 예를 들면 다가 금속 염을 함유한다.
인쇄 방법
상기 언급된 바와 같이, 잉크 세트가 제 1 잉크와 비반응성인 잉크를 포함하는 경우, 제 1 잉크와 비반응성 잉크사이의 번짐을 감소시키거나 또는 다른 인쇄 시스템 속성을 개선시키기위해 인쇄 방법(하부-인쇄 방법)을 사용할 수 있다. 상기 방법을 적용할 때, 제 1 잉크(예를 들면 흑색)로 인쇄되는 영역(본원에서는 제 1 영역으로 언급된다)은 또한 적어도 부분적으로 제 1 잉크와 반응성인 하나이상의 잉크(예를 들면 마젠타색 또는 황색)로 인쇄되어 제 1 영역과 비반응성 잉크로 인쇄된 제 2 영역사이의 색 혼합을 최소화시킨다.
제 1 잉크와 본 발명의 잉크 세트를 이용하는 비반응성 잉크사이의 번짐을 감소시키기위해 사용되는 인쇄 방법은 잉크젯 프린트헤드로부터 인쇄하는 것을 포함하고, 상기 방법은
수성 비히클 및 착색제를 포함하는 잉크를 포함하는 잉크젯 잉크 세트(이때 잉크 세트는 제 1 및 제 2 상호 반응성 잉크를 포함하는 둘이상의 상호 반응성 잉크, 및 둘이상의 상호 반응성 잉크와 비반응성인 잉크를 포함한다)를 제공하는 단계,
인쇄 매질상에 제 1 소정 영역을 선택하는 단계,
제 1 소정 인쇄 영역상에 한방울 이상의 하나의 상호 반응성 잉크를 인쇄하는 단계,
한방울 이상의 다른 상호 반응성 잉크가 적어도 부분적으로 한방울 이상의 하나의 상호 반응성 잉크와 겹쳐지도록 제 1 인쇄 영역에서 한방울 이상의 다른 상호 반응성 잉크를 인쇄하여 인쇄 매질상의 한방울 이상의 제 1 상호 반응성 잉크를 부동화시키는 단계;
제 1 인쇄 영역에 인접한 인쇄 매질상에서 제 2 소정 인쇄 영역을 선택하는 단계; 및
제 2 소정 인쇄 영역상에서 한방울 이상의 비반응성 잉크를 인쇄하는 단계를 포함함으로써, 한방울 이상의 제 1 상호 반응성 잉크와 한방울 이상의 비반응성 잉크가 인쇄 매질상에서 혼합되는 것을 최소화시켜 한방울 이상의 제 1 상호 반응성 잉크와 한방울 이상의 비반응성 잉크사이의 번짐을 감소시킨다.
당분야의 숙련자들은 제 1 잉크의 착색제의 부동화가 제 1 잉크 및 제 1 잉크와 반응성인 잉크 방울이 인쇄 매질상에 점착되는 순서에 무관하게 발생할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들면 흑색이 먼저 점착된 후 마젠타색이 점착되거나 마젠타색이 먼저 점착된 후 흑색이 점착될 수 있다. 유사하게는, 제 1 잉크의 착색제가 제 2 잉크에 의해 부동화되는한, 비반응성 잉크는 상호 반응성 잉크 방울 점착 순서에 대해서 임의의 순서로 점착될 수 있다. 예를 들면, 청록색이 제 2 영역에 점착된 후 마젠타색이 점착되고, 그 후 흑색이 제 1 영역에 점착되거나, 또는 마젠타색 및 흑색이 먼저 제 1 영역에 점착된 후 청록색이 제 2 영역에 점착될 수 있다.
실시예
본 발명의 효과를 증명하기위해서, 2개의 잉크 세트를 제조하였다. 각각의 잉크 세트는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 잉크를 포함하고, 이때, 제 1 잉크는 제 2 및 제 4 잉크와 반응성이었다. 한 양태에서, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 잉크는 각각 흑색, 마젠타색, 청록색 및 황색 잉크를 의미한다. 그러나, 본 발명은 제 1 내지 제 4 잉크 각각에 대한 색의 선택을 제한하지않는다. 제 1 잉크 세트는 대조군 세트이고, 이때 흑색 잉크는 상기 개시된 pH-민감성 착색제 번짐 기작을 이용하는 청록색 잉크와 반응성이다. 대조군 세트에서, 흑색 잉크는 카복실화된 분산제(pH-민감성 착색제)로 분산된 카본 블랙 안료를 함유하고, 마젠타색, 황색 및 청록색 잉크(목표 잉크)는 유기산을 함유하고 흑색 잉크내의 착색제의 침전을 일으키기에 충분히 낮은 pH를 갖는다. 제 2 잉크 세트는 동일한 흑색, 마젠타색 및 황색 잉크를 함유하지만, 청록색 잉크는 유기산을 함유하지않고 pH는 흑색 잉크중의 착색제의 침전에 필요한 것보다 더 높은 pH를 갖고, 따라서 흑색 잉크와 비반응성이다.
그러나, 본 발명이 안료화된 잉크로 한정되지않거나, 제 1 과 제 3 및 제 4 잉크사이의 반응의 근거로서 pH-민감성 기작의 사용으로 한정되지않음이 당분야의 숙련자들에게 인식될 것이다.
유색-대-유색 번짐은 휴렛-팩커드 데스크젯 870C 프린터 및 상응하는 단실 및 삼실 프린트 카트리지를 이용하여 무지지상에서 서로 인접한 상이한 색의 인쇄 블록에 의해 평가되었다.
2개의 군의 플롯을 2세트의 잉크 각각에 의해 생성시켰다. 플롯의 각각의 군에서, 흑색 블록을 청록색의 블록에 인접하게 인쇄한 후, 인쇄된 시료를 한 블록에서 다른 블록으로의 색의 바람직하지않은 이동, 특히 흑색에서 청록색으로의 이동에 대해 시각적으로 조사하였다. 플롯의 제 1 군에서, 흑색 잉크를 수용하는 인쇄 매질상의 영역은 먼저 제 2 또는 제 4 잉크중 하나로 하부인쇄되었다. 제 2 군에서는, 흑색 잉크는 임의의 하부인쇄없이 인쇄 매질상에 칠했다.
도 1a 내지 1d는 각각의 잉크 세트 및 각각의 군의 플롯에 대해 흑색 및 청록색 잉크사이에 발생하는 번짐(얇은 수직선으로 나타난다)을 나타내는 선 그림이다. 표 1에는 번짐 현상에 대한 플롯의 시각적 조사의 결과가 요약되어 있다.
Figure 112004016665035-pat00007
도 1a 내지 1d 및 표 1의 결과에서 명백한 바와 같이, 비반응성 청록색 및 하부 인쇄 방법을 이용하여 생성된 시료는 우수한 번짐 감소를 나타내었다.
잉크 세트의 신뢰도는 농담이 없는 영역 충진을 생성시키는데 대한 반응성 대 비반응성 청록색의 효과를 측정함으로써 평가되었다. 일체형 3실(또는 3-저장소) 인쇄 카트리지의 2군을 잉크로 채운다. 제 1 군에서는, 대조군 잉크 세트에서의 잉크를 이용하여 반응성 청록색 잉크를 중앙 잉크실에 위치시키고 2개의 외부 잉크실은 흑색 잉크로 충진시켰다. 제 2 군에서는, 잉크 세트 2의 잉크를 이용하여 중앙 잉크실은 비반응성 청록색 잉크를 함유하고, 외부의 2개의 잉크실은 흑색 잉크로 충진시켰다. 흑색 영역 충진을 갖는 인쇄 시료를 각각의 군의 인쇄 카트리지를 이용하여 생성시켰다. 영역 충진에 대한 광학 밀도를 시판되는 밀도계 및 표준 측정 방법을 이용하여 측정하였다. 그런다음 프린트헤드의 상부 플레이트상에서 청록색 잉크실로부터의 청록색 잉크가 흑색 잉크실로부터의 흑색 잉크와 혼합되는 동안 프린트헤드가 하도되었다. 그런다음, 새로운 인쇄 시료를 생성하기위해 동일한 인쇄 카트리지를 사용하였다. "하도 후" 영역 충진에 대한 광학 밀도를 측정하였다. "하도 전" 및 "하도 후" 시료의 광학 밀도를 하기 표 2에 나타낸다.
Figure 112004016665035-pat00008
표 2에 도시된 자료로부터 알 수 있는 바와 같이, 중간실에서 반응성 청록색 잉크를 갖는 인쇄 카트리지는 하도 후 최저의 광학 밀도를 나타낸다. 최저 광학 밀도는 흑색 잉크와의 반응성 청록색 잉크의 반응에 기인하고 적어도 부분적으로 흑색 잉크와 연관된 노즐 막힘을 일으킨다. 비반응성 청록색 잉크를 갖는 인쇄 카트리지로 수득된 광학 밀도는 인쇄 카트리지의 하도에 의해 영향을 받지않는다. 잉크젯 인쇄 카트리지의 수명동안 일정한 광학 밀도를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 잉크 세트, 및 번짐을 감소시키는 인쇄 방법은 잉크젯 인쇄에서 상업적으로 사용될 수 있다. 이로써, 잉크의 디자인 및 잉크가 사용되는 잉크젯 인쇄 시스템 구조에서의 가요성을 허용하면서 반응성 잉크의 장점을 이용하는 잉크 세트 및 잉크젯 인쇄 시스템의 구조가 개시되었다. 본 발명의 취지를 벗어나지않으면서 명백한 특성을 다양하게 변화 및 변형시키는 것이 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위이내에 포함됨은 당분야의 숙련자들에게 명확할 것이다.

Claims (14)

  1. 물 또는 물과 수용성 유기 용매와의 혼합물에서 선택되는 수성 비히클 및 염료 및 안료료부터 선택되는 착색제를 포함하는 잉크를 포함하되, 제 1 및 제 2 상호 반응성 잉크를 포함하는 둘이상의 상호 반응성 잉크; 및 둘이상의 상호 반응성 잉크와 비반응성인 잉크를 포함하는 잉크 세트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 상호 반응성 잉크가 흑색이고, 제 2 상호 반응성 잉크가 마젠타색 또는 황색이고, 비반응성 잉크가 청록색인 잉크 세트.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 상호 반응성 잉크가, 염료 및 안료로부터 선택되며 pH에 영향을 받는 착색제성분을 포함하는 잉크 세트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 1 잉크와 반응성인 제 3 상호 반응성 잉크를 추가로 포함하는 잉크 세트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 2 상호 반응성 잉크가 마젠타색이고 제 3 상호 반응성 잉크가 황색인 잉크 세트.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 7 항에 있어서,
    제 1 상호 반응성 잉크가, 염료 또는 안료로부터 선택되며 이온 전하를 갖는 착색제 성분을 포함하는 잉크 세트.
  13. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 및 제 12 항중 어느 한 항에 따른 잉크를 포함하는 잉크-젯 잉크 세트를 제공하는 단계;
    인쇄 매질상에서 제 1 영역을 선택하는 단계;
    제 1 인쇄 영역에 하나의 상호 반응성 잉크의 일부를 인쇄하는 단계;
    하나의 상호 반응성 잉크의 일부가 다른 상호 반응성 잉크의 일부와 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 제 1 인쇄 영역상에 다른 상호 반응성 잉크의 일부를 인쇄하여 제 1 상호 반응성 잉크의 일부를 인쇄 매질상에서 부동화시키는 단계;
    제 1 인쇄 영역에 인접한 인쇄 매질상에서 제 2 인쇄 영역을 선택하는 단계; 및
    제 2 인쇄 영역에 비반응성 잉크의 일부를 인쇄하는 단계를 포함함으로써,
    제 1 상호 반응성 잉크의 일부가 인쇄 매질상에서 비반응성 잉크의 일부와 혼합되는 것을 최소화하여 제 1 상호 반응성 잉크의 일부와 비반응성 잉크의 일부 사이에서의 번짐을 감소시키는, 잉크젯 프린트헤드로부터 인쇄 매질상의 인쇄시 번짐을 감소시키는 방법.
  14. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항 및 제 12 항중 어느 한 항에 따른 잉크를 포함하는 잉크-젯 잉크 세트를 제공하는 단계;
    인쇄 매질상에서 제 1 영역을 선택하는 단계;
    제 1 인쇄 영역상에서 하나의 상호 반응성 잉크의 일부를 인쇄하는 단계; 및
    하나의 상호 반응성 잉크의 일부가 다른 상호 반응성 잉크의 일부와 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 제 1 인쇄 영역상에 다른 상호 반응성 잉크의 일부를 인쇄하는 단계를 포함하되,
    이때 하나의 상호 반응성 잉크 일부와 다른 상호 반응성 잉크의 일부가 반응하는, 잉크젯 프린트헤드로부터 인쇄 매질상의 인쇄시 인쇄 시스템의 특성을 개선시키는 방법.
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