JPH05202328A

JPH05202328A - 印刷画像の作成方法

Info

Publication number: JPH05202328A
Application number: JP4277921A
Authority: JP
Inventors: Garold E Radke; イーラドケガロルド; James P Shields; ピーシールズジェイムズ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1991-09-23
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1993-08-10
Also published as: EP0534634A1

Abstract

(57)【要約】【目的】熱インクジェット印刷技術を利用して、安定
で、耐水性があり、かつカラーブリードの無い印刷画像
を作成する方法、特に、特定のインクと特定の溶液とを
特定の方法で使用して、このような印刷画像を作成する
方法を提供する。【構成】少なくとも１つのカルボキシル基を有する少
なくとも１つの化学染料材を含むインク組成物と、多価
金属塩溶液とを使用し、基板に、前記塩溶液を適用した
後に、前記インク組成物を適用して、安定で、耐水性が
あり、カラーブリードの無い印刷画像を作成する。上記
の多価金属塩溶液は、Ｃａ^＋＋、Ｃｕ^＋＋、Ｎｉ^＋＋、
Ｍｇ^＋＋、Ｚｎ^＋＋、Ｂａ^＋＋、Ａｌ^＋＋＋、Ｆｅ
^＋＋＋、Ｃｒ^＋＋＋からなる群から選ばれる少なくとも
１つの多価金属陽イオンからなり、約５〜４０重量％の
塩濃度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に印刷技術に関す
るものであり、さらに詳細には、熱インクジェット技術
を利用して、安定で、耐水性があり、かつカラーブリー
ド（ｃｏｌｏｒｂｌｅｅｄ）に耐える印刷画像を作成
することに関する。

【０００２】

【技術背景】電子印刷の分野では多大な進展がなされて
きた。特に、インクを、高速、かつ正確に供給すること
ができる広範多様な高能率印刷システムが、現在、存在
している。熱インクジェットシステムは、この点に関し
て特によく知られている。熱インクジェットシステムに
使用されるカートリッジは、基本的に、複数の抵抗体を
備えた基板と流体的に連絡しているインク貯蔵部を備え
ている。抵抗体を選択的に活性にすると、インクが、熱
的に励起されて、インクカートリッジから放出される。
代表的な熱インクジェットシステム／カートリッジにつ
いては、Ｂｕｃｋ等に与えられた米国特許第４，５０
０，８９５号、Ｓｃｈｅｕに与えられた第４，５１３，
２９８号、Ｃｏｗｇｅｒ等に与えられた第４，７９４，
４０９号、ｔｈｅＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ
Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．５（Ｍａｙ１
９８５）、およびｔｈｅＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａ
ｒｄＪｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４（Ａｕｇ
ｕｓｔ１９８８）に説明されている。

【０００３】進歩した印刷システムが存在するにもかか
わらず、これらのシステムが、一貫して、高品質の明瞭
な安定した画像を作ることができるようにするために、
別の研究も行われている。たとえば、印刷画像にとって
「耐水性」であることが重要である。ここに使用する
「耐水性」という用語は、湿気（たとえば、水および水
系組成物）にさらすとき、しみを生じたり、ブリードし
たり、溶けて流れたりなどしない印刷画像を意味するも
のとする。

【０００４】その他に、印刷画像にとっては「カラーブ
リード」に関する問題を避けることが重要である。ここ
で使用する「カラーブリード」という用語は、複数の発
色剤を有するインク組成物において、一つの発色剤が他
の発色剤中へ拡散または移動するのを経験する状況を含
んでいる。その結果、印刷画像の隣接画像領域間の境界
が、ぎざぎざになり、明確に規定されず、見分けがつか
なくなる。

【０００５】さらに、画像品質が、多様な異なる紙基質
に関して、一貫して、安定していることが重要である。
この特性は「印刷品質媒体不依存（ｐｒｉｎｔｑｕａ
ｌｉｔｙｍｅｄｉａｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ）」
として知られている。印刷品質媒体不依存は、（１）使
用する紙基質の繊維に沿うおよびこれを通るインクのフ
ェザーリング（ｆｅａｔｈｅｒｉｎｇ）またはウィッキ
ング（ｗｉｃｋｉｎｇ）を防止すること、および（２）
インク滴が紙面上に拡がるのを防止することにより達成
される。

【０００６】したがって、カラーブリードなどから生ず
る問題の無い、耐水性の安定な画像を生ずる、熱インク
ジェット技術を使用する印刷システムの必要性が存在す
る。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、熱インクジェット技術
とともに使用するのに特に適している改良された印刷シ
ステムを提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、印刷後、湿気にさら
したときに、耐水性を示す画像を作成する改良された印
刷システムを提供することにある。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、カラーブリー
ド、およびそれと関連する問題の無い画像を作成する改
良された印刷システムを提供することにある。

【００１０】本発明のさらに他の目的は、使用する基
板、すなわち印刷媒体（たとえば、紙）のタイプ／品質
に関係なく、安定な印刷画像を作成する改良された印刷
システムを提供することである。

【００１１】本発明のなお他の目的は、入手し易い化学
成分を使用して容易に形成される材料を使用する改良さ
れた印刷システムを提供することである。

【００１２】

【発明の概要】前述の目的に従い、本発明は、安定で、
カラーブリードに耐え、かつ耐水性の印刷画像を作成す
る改良された印刷システムに関係している。このシステ
ムは、熱インクジェット技術に特に適合しており、基本
的に二つの主要構成要素を備えている。第１の構成要素
は、少なくとも一つの、好ましくは複数のカルボキシル
基を備えている少なくとも一つの着色剤（たとえば、染
料材）を有するインク組成物から構成されている。着色
剤は、一つ以上のカルボキシル基を有する有機染料組成
物、またはカルボキシル化分散剤を使用して調製される
当業者に既知の着色剤／顔料分散剤から構成することが
できる。これら材料の特定の例を以下に説明する。

【００１３】第２の構成要素は、基本的には、少なくと
も一つの非結合多価金属陽イオンからなる安定化塩溶液
を含んでいる。この目的に適している代表的な好ましい
材料は、これに限定されるものではないが、次の多価の
（たとえば、２価の）金属陽イオンを含有する塩溶液を
含むことができる：Ｃａ^＋＋、Ｃｕ^＋＋、Ｎｉ^＋＋、Ｍ
ｇ^＋＋、Ｚｎ^＋＋、およびＢａ^＋＋。その他に、Ａｌ
^＋＋＋、Ｆｅ^＋＋＋、およびＣｒ^＋＋＋をも使用するこ
とができる。これら陽イオンと結合する代表的かつ好ま
しい陰イオンには、Ｃｌ⁻、ＮＯ_３ ⁻、Ｉ⁻、Ｂｒ⁻、
ＣｌＯ_３ ⁻、およびＣＨ_３ＣＯＯ⁻があるが、これに限
られるものではない。ここに記した多価金属陽イオンを
含有する有効な溶液は、その塩濃度レベルが重量で、約
０．３〜６５％（重量で約５〜４０％＝最適）であるこ
とが望ましい。次に、得られた溶液は、下記を含む多様
な方法で、ただしこれに限らないが、基板（たとえば、
紙）に適用する：（１）当業者に既知の熱インクジェッ
ト供給システムを使用して適用する；（２）基板に噴霧
を適用する；および／または（３）塩溶液を載せた機械
的ローラ機構を使用して基板に安定化塩溶液を適用す
る。同様に、他の同等の適用方法を使用することができ
る。

【００１４】効果を可能な限り大きくするためには、本
発明の安定化塩溶液を、適用した後に、基板の平方イン
チあたり約０．０４〜８．０ｍｇ（約０．５〜６ｍｇ＝
最適）の塩が存在するように、適用すべきである。これ
は、基板の平方インチあたり約０．００６〜０．０２ｍ
ｌ（約０．０１〜０．０１５ｍｌ＝最適）の塩溶液を、
（前述の適用方法の一つを使用して）基板に施すことに
より達成される。

【００１５】安定化塩溶液中の多価金属陽イオンは、着
色剤（たとえば、染料）のカルボキシル基と相互に作用
し／結合し、実質的に不溶の化学的複合体を生ずる。そ
の結果、安定な、耐水性のある、カラーブリードに耐え
る画像が、非常に効率良く作成される。他に、前述の複
合体の生成は、ほぼ瞬間に行われ、着色インク成分が、
中の無色物質から分離される。これにより、着色物質
が、紙基質の繊維に沿って拡散して紙面上に拡がること
がなくなり、使用する紙のタイプにかかわらず、鮮鋭な
印刷画像が生ずる。したがって、本発明は、以下に一層
詳細に説明するように、印刷技術の分野に進歩をもたら
すものである。

【００１６】本発明のこれらのおよび他の目的、特徴、
および長所を、以下の図面および好適実施例により、さ
らに詳細に説明する。

【００１７】

【実施例】本発明は、安定な、カラーブリードに耐え
る、耐水性画像を作成することができる改良された印刷
システムに関する。同様に、ここに説明する印刷システ
ムは、熱インクジェットシステムを利用して実施するの
に特に適している。

【００１８】本発明の印刷システムは、基本的に、共働
して、安定な、カラーブリードに耐える、耐水性画像を
作成する二つの主要構成要素を備えている。第１の構成
要素は、各々が少なくとも一つのカルボキシル基を備え
ている、少なくとも一つの、好ましくは複数の化学染料
材を含んでいるインク組成物から構成されている。ただ
し、好適実施例では、各染料は、複数のカルボキシル基
を備えている。本発明で使用するのに適している代表的
なカルボキシル化染料材は、Ｈｉｎｄａｇｏｌｌａに与
えられた米国特許第４，９６３，１８９号に列挙されて
いる。このような材料は、化１の基本構造を備えてい
る。

【００１９】

【化１】

【００２０】化１において、ＷはＣＯＯＨ、ＸはＨまた
はＣＯＯＨ、ＹはＨ、ＣＯＯＨまたはＳＯ_３Ｈ、Ｚは
Ｈ、ＣＯＯＨまたはＳＯ_３Ｈ、ＲはＨ、ＣＨ_２ＣＯＯＨ
またはＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨである。

【００２１】この構造では、少なくとも二つのＣＯＯＨ
基が存在すること、およびＣＯＯＨ基の数は、ＳＯ_３Ｈ
基の数に等しいかまたはそれ以上であることが望まし
い。指定のおよび代表的な染料の構造を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】本発明での使用に適している他のカルボキ
シル化染料材は、イングランド、ヨークシャーのＴｈｅ
ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＤｙｅｒｓａｎｄＣｏｌ
ｏｕｒｉｓｔｓから１９７１年に発行された、Ｃｏｌｏ
ｒＩｎｄｅｘ，ｖｏｌ．４，３ｒｄｅｄ．に記
されている。このＣｏｌｏｒＩｎｄｅｘに掲げられて
いる代表的な染料材であって、ここに使用するのに適し
ているものには、４３３６頁および４３４１頁に掲げら
れている下記染料の酸形態がある：Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃ
ｔＢｒｏｗｎ１３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｒｏ
ｗｎ１４、Ｃ．Ｉ．ＤｕｌｌＢｒｏｗｎ２１５、
Ｃ．Ｉ．ＭｏｒｄａｎｔＢｒｏｗｎ３６、Ｃ．Ｉ．Ｄ
ｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ１２２、およびＣ．Ｉ．Ｄｉ
ｒｅｃｔＢｒｏｗｎ７４。

【００２４】その他に、「染料」、「染料材」、または
「化学染料」という用語は、ここに使用する限り、当業
者に既知のカルボキシル化分散剤をも含むものとする。
カルボキシル化分散剤は、基本的に、カルボキシル化可
溶化基を含んでいる分散剤（たとえば、アクリル分散
剤）と組合わせることにより、可溶になし得る不水溶性
着色剤（たとえば、顔料）を含んでいる。前述のカルボ
キシル化分散剤を生成するのに使用される着色材は、通
常、当業者に既知の無機および有機の染料組成物から構
成されており、その組成物の例には、上掲のＣｏｌｏｒ
Ｉｎｄｅｘに掲げられているようなＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＢｌａｃｋ７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢ
ｌｕｅ１５、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２、
およびＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ１７があるが、これ
に限られない。顔料材は、当業者に既知のアクリルモノ
マーおよびポリマーから基本的に構成されている少なく
とも一つの、好ましくは複数の、カルボキシル基を備え
ている分散剤と混合される。代表的な分散剤には、アメ
リカ合衆国、ノースカロライナ州のＢＡＳＦＣｏｍｐ
ａｎｙからＨＹＦＡＳＴＡＵＸＩＬＩＡＲＹの商標
のもとに販売されている製品があるが、これに限られる
ものではない。

【００２５】再び、本発明に従って使用するのに適する
インク組成物は、上の材料を使用することに限られない
ということに注目すべきである。ここに示した特性を備
えている当業者に既知の他の材料も、同等に有効に使用
することができる。好適実施例では、完成したインク組
成物は、重量で約０．５〜５．０％の染料（約２．０％
＝最適）を含んでいるものとする。

【００２６】次に、所定の染料を一つ以上の溶剤と混合
する。米国特許第４，９６３，１８９号に記されている
ように、広く多様な種々の溶剤を使用することができる
が、二重溶媒系（ｄｕａｌｓｏｌｖｅｎｔｓｙｓｔ
ｅｍ）を採用するのが望ましい。たとえば、好ましく
は、水から構成されている第１の溶剤を、有機的特性の
第２の溶剤と混合する。この目的に適する代表的な有機
溶剤には、２−ピリリドン（ｐｙｒｉｌｌｉｄｏｎ
ｅ）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、テトラエチレングリコールなど
であるが、これに限られない。好適実施例では、完成し
たインク組成物は、重量で約６０〜９３％の第１溶剤
（約９０％＝最適）、および重量で約０．０〜１０．０
％の第２溶剤（約８％＝最適）を含んでいる。上述のよ
うな二重溶剤系は、第１の溶剤がすべて蒸発してしまっ
た後に、所定の染料が第２の溶剤に溶けたままになって
いなければならないため、好適に使用される。これによ
り、染料の表面（たとえば、乾いた染料材）が形成され
て、プリントヘッドが「待機」モードすなわち非動作モ
ードにあるとき、プリントヘッドの動作を妨げることが
なくなる。したがって、二重溶剤系は、プリンタを動作
し易くするとともに、システムが、染料の外皮の形成に
より、動作不能を起こすことがないようにする。二重溶
剤系は、有用で好適であるが、必須ではない。代替実施
例では、一つだけの溶剤（たとえば、水）を使用するこ
とができる。このタイプの溶剤系は、「待機」時間の量
を極小にして（または存在させずに）、実質上連続的に
動作する印刷装置と組合わせるのに有用である。この環
境では、印刷システムが動作していない時間を無視し得
ることから考えて、染料の外皮の形成は重大な問題では
ない。いずれの場合でも、本発明のインク組成物に使用
すべき溶剤の混合全量（二重溶剤系を使用する場合に
は、両溶剤を含む）を、インク組成物の重量で、約６０
〜９９％（約９７％＝最適）とすべきである。

【００２７】最終的に得られるインク組成物に微生物が
成長しないようにするために、当業者に既知の任意選択
の微生物毒（ｂｉｏｃｉｄｅ）を、染料および溶媒に添
加することもできる。この目的の代表的な微生物毒に
は、イングランド、マンチェスタのＩｍｐｅｒｉａｌ
ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓによりＰＲＯ
ＸＥＬ^ＴＭの名称で販売されている専売製品がある。好
適実施例では、微生物毒を使用すれば、最終的のインク
組成物は、重量で約０．０００１〜０．１０％（重量で
約０．０１％＝最適）の微生物毒が含まれる。

【００２８】要約して、本発明に従って生産される代表
的なインク組成物を、表２に記す。

【００２９】

【表２】

【００３０】再び、本発明を表２に掲げる組成物に限ら
ないものとする。ここに示すパラメータの範囲内で、他
の形成物も効率良く機能する。

【００３１】得られるインク組成物は、無毒であり、好
適にその粘度は約１〜１０ｃｐｓ（約１．１＝好適）で
あり、表面張力は約２７〜７２ｄｙｎｅ／ｃｍである。
室温（たとえば、約７０°Ｆ）で行われるインク形成プ
ロセス中に特別な反応条件を必要としない。ここに記す
限り、上述のインク組成物の形成には、任意に別の添加
物（たとえば、防腐剤、抗分解剤、洗浄剤など）を含有
させることができることにも注目すべきである。

【００３２】前述のインク組成物は、広く多様な従来の
印刷システムで容易に使用することができる。たとえ
ば、このインク組成物は、熱インクジェット印刷システ
ムに使用するのに特に適している。代表的な熱インクジ
ェット印刷システムは、Ｂｕｃｋ等に与えられた米国特
許第４，５００，８９５号、Ｓｃｈｅｕ等に与えられた
第４，５１３，２９８号、Ｃｏｗｇｅｒ等に与えられた
第４，７９４，４０９号、ｔｈｅＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐ
ａｃｋａｒｄＪｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．
５（Ｍａｙ１９８５）、およびｔｈｅＨｅｗｌｅｔ
ｔ−ＰａｃｋａｒｄＪｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３９，
Ｎｏ．４（Ａｕｇｕｓｔ１９８８）に記されている。
ただし、本発明は、これらの特許に記されている系にの
み限定すべきではない。インク組成物を熱インクジェッ
トシステムに使用するには、この組成物をカートリッジ
などに詰め、これを従来の印刷用ハードウェアに挿入
し、次いで印刷システムを作動させる。次に、インクを
放出し、基板（たとえば、紙、プラスチック、または同
様のものから製造されている）に与える（適用する）。
上述のインク組成物は、比較的かなり安定な明瞭な画像
を作成することができるが、使用する印刷基板／媒体に
よっては、一定の環境のもとで、カラーブリードや耐水
性の問題を生ずることがある。たとえば、非常に吸収性
の、繊維質の紙材はしばしばインクのウィッキングを生
じ、このため不明確な画像、カラーブリード、および耐
水性不足を生ずる。ここに説明する本発明は、使用する
基板に関係なく、これらの問題が発生しないようにする
ものである。

【００３３】前述の問題を抑制するのに、ここに記した
二成分系の第２の成分を利用する。この材料は、少なく
とも一つの多価金属陽イオン（たとえば、酸化状態が２
以上の金属陽イオン）を含有する安定化塩溶液から構成
されている。本発明で有効に機能する代表的な多価金属
陽イオンには、次の２価陽イオンがあるが、これに限ら
れるものではない：Ｃａ^＋＋、Ｃｕ^＋＋、Ｎｉ^＋＋、Ｍ
ｇ^＋＋、Ｚｎ^＋＋、およびＢａ^＋＋。その他に、他の多
価金属陽イオンをも使用することができ、上のリスト
は、排他的であることを意味しない。たとえば、Ａｌ
^＋＋＋、Ｆｅ^＋＋＋、およびＣｒ^＋＋＋を使用すること
ができる。本発明のシステムで多価金属陽イオンと結合
する代表的で、かつ好適な陰イオンには、Ｃｌ⁻、ＮＯ
_３ ⁻、Ｉ⁻、Ｂｒ⁻、ＣｌＯ_３ ⁻、およびＣＨ_３ＣＯＯ
⁻があるが、これに限らない。再び、他の適合する陰イ
オンをも使用することができるから、このリストは、排
他的であることを意味しない。ここに記したような多価
金属陽イオンを含有する塩溶液は、所定の固体塩を水に
溶解することにより、調製することができる。上述の陽
イオンおよび陰イオンを使用する代表的な塩には、Ｃａ
Ｃｌ_２、Ｃａ（ＮＯ_３）_２、ＣａＩ_２、ＣａＢｒ_２、Ｃ
ａ（ＣｌＯ_３）_２、Ｃａ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）_２、ＣｕＣｌ
_２、Ｃｕ（ＮＯ_３）_２、ＣｕＢｒ_２、Ｃｕ（ＣｌＯ_３）
_２、Ｃｕ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）_２、ＮｉＣｌ_２、Ｎｉ（ＮＯ
_３）_２、ＮｉＩ_２、ＮｉＢｒ_２、Ｎｉ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）
_２、ＭｇＣｌ_２、Ｍｇ（ＮＯ_３）_２、ＭｇＩ_２、ＭｇＢ
ｒ_２、Ｍｇ（ＣｌＯ_３）_２、Ｍｇ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）_２、
ＺｎＣｌ_２、Ｚｎ（ＮＯ_３）_２、ＺｎＩ_２、ＺｎＢ
ｒ_２、Ｚｎ（ＣｌＯ_３）_２、Ｚｎ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）_２、
ＢａＣｌ_２、ＢａＩ_２、ＢａＢｒ_２、Ｂａ（ＣｌＯ_３）
_２、Ｂａ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）_２、Ａｌ（ＮＯ_３）_３、Ｃｒ
（ＮＯ_３）_３、Ｃｒ（Ｃ_２Ｈ_３Ｏ_２）_３、ＦｅＣｌ_３、
Ｆｅ（ＮＯ_３）_３、ＦｅＩ_３、およびＦｅＢｒ_３がある
が、これに限らない。再び、カルボキシル化染料と機能
的に同様の他の塩を使用することができ、上のリスト
は、排他的であることを意味しない。好適実施例では、
ここに記すような安定化溶液の塩の濃度レベルは、重量
で約０．３〜６５％（約５〜４０％＝最適）であるべき
である。ここに使用するような塩の濃度レベル（たとえ
ば、重量による％）は、従来の既知の化学の慣例に従っ
て定義される。例として、重量で１０％のＣａＣｌ_２安
定化溶液を調製するには、１０ｇの乾燥ＣａＣｌ_２を、
９０ｇの水に添加する。

【００３４】さらに、本発明の安定化塩溶液は、乾燥時
間を短くする当業者に既知の任意選択の浸透剤を含有す
ることができる。代表的かつ好適な浸透剤には、ブチル
カルビトール、ブチルセロソルブ、ペンタノール、およ
びブタノールがあるが、これに限らない。使用するに
は、浸透剤が安定化塩溶液に添加されて、該溶液が重量
で約１〜１０％の浸透剤を含むようにするのが望まし
い。

【００３５】使用中、上述の安定化塩溶液中の金属陽イ
オンは、インク中の染料材にカルボキシル基と結合／複
合して、カラーブリードや耐水性の問題を抑制すること
ができるようになる。特に、最初のインク滴を越えての
拡がり、ウィッキング、またはその他の場合の拡散を防
止する不溶性染料複合体が形成される。再び、これによ
り、カラーブリードの問題を生せず、耐水性であり、か
つ使用する基板のタイプ（たとえば、紙）にかかわら
ず、一貫した印刷品質を確保する印刷画像が生ずる。

【００３６】上述の複合化反応は、特に多価金属陽イオ
ンを含有する塩溶液に対して高く、かつ予想し得ないほ
どの効率で行われる。完全には理解されていないが、多
価（たとえば、２価）の金属陽イオンと染料分子のカル
ボキシル基との間の結合／複合化反応の概略を化２に示
す。化２の例では、Ｍ^＋＋は、ここに記したタイプの溶
液の中の２価金属陽イオン（たとえば、Ｃａ^＋＋など）
であり、これは二つのカルボキシル官能基を有する染料
と結合する。

【００３７】

【化２】

【００３８】基本的には、本発明の安定化塩溶液は、下
に記すような多数の方法を利用して、所定の基板（たと
えば、紙）に適用される。溶液を適用すると、溶液は、
非常に急速に乾燥して、基板に結合した再結晶塩化合物
を残す。繊維質の基板（たとえば、紙）を使用すれば、
再結晶塩化合物の幾らかは、基板の繊維性基質の内部で
も結合することができる。好適実施例では、本発明は、
基板が（塩溶液を加えて後）基板の平方インチあたり約
０．０４〜８ｍｇ（約０．５〜６ｍｇ＝最適）の再結晶
塩を含んでいるときが最も効果的である。これは、典型
的には、基板の平方インチあたり約０．００６〜０．０
２ｍｌ（約０．０１〜０．０１５ｍｌ＝最適）の塩溶液
を基板に適用することにより達成される。前述の塩濃度
の範囲が約５〜４０％の塩溶液を採用する状況におい
て、０．０１〜０．０１５ｍｌの範囲を使用することが
望ましい。

【００３９】塩溶液を適用し、乾燥した後、上記したよ
うに、基板上に塩を再結晶させるか、基板内に含浸させ
る。続いて、液体インク材を（たとえば、熱インクジェ
ット技術を利用して）基板に適用すると、液体インク
は、塩を再溶解し、遊離陽イオンおよび遊離陰イオンを
生ずる。基板に関連している陽イオンは、こうして染料
分子のカルボキシル基と自由に反応して、染料複合体を
生ずる。これら物質は、実質上不溶性であり、基板と結
合し、極めて効率よく、安定で耐水性のある印刷画像を
形成する。さらに、このような画像は、使用する基板の
性質、品質および吸収特性に関係なく形成される。

【００４０】安定化塩溶液の放出は、基板のインク受容
領域がすべて覆われるように、一様に行われるべきであ
る。塩溶液を基板材に施すには、多数の異なる方法を利
用することができる。そのようなわけで、本発明を唯一
の施工方法に限定してはならない。代表的な幾つかの施
工方法は、次のとおりである。

【００４１】例１図１に、代表的な熱インクジェット印刷システム１２の
概略を示す。下に示す場合を除き、このようなシステム
およびそれに使用するカートリッジは、当業に既知であ
り、Ｂｕｃｋ等に与えられた米国特許第４，５００，８
９５号、Ｓｃｈｅｕに与えられた第４，５１３，２９８
号、Ｃｏｗｇｅｒ等に与えられた第４，７９４，４０９
号、ｔｈｅＨｅｗｌｅｔｔ−ＰａｃｋａｒｄＪｏｕ
ｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．５（Ｍａｙ１９８
５）、およびｔｈｅＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ
Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４（Ａｕｇｕ
ｓｔ１９８８）に記されているタイプのものとすること
ができる。ここに記したような熱インクジェットシステ
ムを備えた実施例は、特定のシステムの用途に限定され
るものではない。

【００４２】図１に示すシステム１２は、再び、前掲の
参考文献に記されているタイプの、従来通りの設計の二
つの熱インクジェットカートリッジユニット１４、１６
を備えるように修正されている。カートリッジユニット
１４は、図示のように、カートリッジユニット１６の前
に設置され、このユニット１４には、安定化塩溶液１８
の供給部１７が装入されており、カートリッジユニット
１６には、少なくとも一つのカルボキシル化染料が入っ
ているインク２０の供給部１９が装入されている。安定
化塩溶液１８およびインク２０は、上述のタイプのもの
である。特定の例によれば、代表的塩溶液１８は、基板
の平方インチあたり約０．０１３ｍｌに等しい量だけ適
用されるＣａＣｌ_２二水和物の１０％溶液から構成され
る。代表的なインク２０は、表１の染料番号２を使用す
る表２に示す組成物から構成される。ただし、本発明
は、これら物質の使用のみに限定されない。

【００４３】動作中、カートリッジユニット１４は、安
定化塩溶液１８の薄層を紙製の基板３０に施し、印刷を
行う領域を溶液１８で被覆するようにする。安定化塩溶
液１８に関する供給の精密かつ正確なパターンは、熱イ
ンクジェット印刷システム１２を適格に制御することに
より、選択的に変えることができる。

【００４４】安定化塩溶液１８を適用した直後に、カー
トリッジユニット１６を作動して、インク２０を、処理
基板３０に、従来通りに施す。安定化塩溶液１８は、上
述のように任意選択の浸透剤を使用する場合、急速に、
あるいはより高速に乾燥し、これにより、二つのカート
リッジユニット１４、１６が、急速に、ほとんど同時に
動作することができる。安定化塩溶液１８を適用し、続
いて直ちにインク２０を適用することにより、安定な、
カラーブリードに耐える、耐水性の印刷画像が生ずる。

【００４５】例２この例は、図１に記したと同じインク、塩溶液、および
物質に関係するが、カートリッジ１４、１６が同時に動
作するように、わずかに修正されている（図２）。これ
により、図２に参照符号３１で示したように、安定化塩
溶液１８およびインク２０が、「飛翔中」に（たとえ
ば、供給中に）、混合することができる。その結果、こ
こに記した複合化／結合反応が、先述の成分が基板３０
に供給される前に、起こることになる。

【００４６】例３この例では、熱インクジェットシステム１２のカートリ
ッジユニット１４が、当業者には既知の、基本的にはエ
アブラシまたはエアナイフとして慣例的に知られてい
る、市場で入手可能な装置から構成されている空気噴射
噴霧器ユニット３２で置き換えられている（図３）。他
の材料および構成要素は、この例では、図１のものと同
じである。噴霧器ユニット３２は、カートリッジユニッ
ト１６からインク２０を供給する前に、安定化塩溶液１
８をミスト３３として適用する。

【００４７】例４この例（図４）は、図３の噴霧器ユニット３２および構
成要素／材料を使用するが、安定化塩溶液１８を含むミ
ストを、カートリッジユニット１６から放出されるイン
ク２０の経路内に、直接、図４に参照符号３４で示して
あるその混合物とともに適用する。これにより、二つの
成分の間の複合化／結合が、基板３０への供給の前に行
われる。

【００４８】例５この例（図５）では、熱インクジェットシステム１２に
は、複数のチャンバー４２、４４を備えているカートリ
ッジ４０が装着されている。このカートリッジは、米国
特許第４，８１２，８５９号に図解され説明されている
ものとすることができる。チャンバー４２には、安定化
塩溶液１８の供給部１７が設けられており、チャンバー
４４には、インク２０の供給部１９が設けられている。
安定化塩溶液１８およびインク２０（これは例１に記し
たタイプのものとすることができる）を、順次に（たと
えば、例１のように安定化塩溶液１８を最初に）、また
は同時に（例２のように）、基板３０に供給する。再
び、これにより高品質の安定な印刷画像を作成すること
ができる。

【００４９】例６この例（図６）では、安定化塩溶液１８の供給は、関連
するローラ機構６０が取付けられている熱インクジェッ
ト印刷システム１２を使用して行われる。ローラ機構６
０は、導管６２を介して、安定化塩溶液１８の供給部６
４に、動作可能に接続されている。供給部６４から導管
６２を通してローラ機構６０までの安定化塩溶液１８の
供給は、従来の構成のインラインポンプ６８および分配
マニホールド６９を使用して行うことができる。使用
中、ローラ機構６０は、基板３０に隣接し接触して、イ
ンク２０の供給部１９を備えている従来のカートリッジ
７０の下に設置されている。再び、塩溶液１８およびイ
ンク２０は、例１で説明したタイプのものとすることが
できる。次に、ポンプ６８を作動させると、安定化塩溶
液１８を、基板３０に接触するローラ機構６０に供給す
ることができる。基板３０が熱インクジェットシステム
１２を通じて移動するにつれて、ローラ機構６０も移動
し、安定化塩溶液１８を機構６０から基板３０に一様に
供給する。これにより、インク２０をローラ機構６０の
上方に設けられているカートリッジ７０から基板３０に
加えることができるので、インク２０は基板３０の被処
理部分に施されることになる。

【００５０】上掲の例にかかわらず、本発明を、本発明
の安定化塩溶液を適用する一つの方法に限定してはなら
ないことに注目すべきである。同等の構成および効率の
種々の他の施工法をもこの目的に使用することができ
る。同様に、ここに記したプロセスを、熱インクジェッ
トシステムだけの用途に限定してはならない。記述した
プロセスは、本発明の好適実施例を代表するものであ
る。

【００５１】本発明は、カルボキシル化された染料材を
含有するインクから、安定で、耐水性があり、かつカラ
ーブリードに耐える画像を作成することができる手順に
関係している。ここに説明したプロセスは、効率が良く
高速であり、電子印刷技術の分野の進歩を表している。
本発明の好適実施例をここに説明してきたが、これに適
切な修正を本発明の範囲内で当業者が行い得ることが認
めらる。たとえば、カルボキシル化染料材を含む広範多
様な異なるインク組成物を使用することができ、また先
に示したように多数の異なる施工法が安定化塩溶液を基
板に適用するのに適している。したがって、本発明の範
囲は、特許請求の範囲に従ってのみ解釈されるものとす
る。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
カルボキシル化された染料材を含有するインクから、基
板すなわち印刷媒体のタイプ／品質に関係なく、安定
で、耐水性があり、かつカラーブリードに耐える画像を
作成することができる。

【００５３】また、本発明によれば、効率が良く、高速
で、電子印刷技術の分野を進歩させることができる。

【００５４】さらに、本発明によれば、入手し易い化学
成分を使用して容易に形成されるカルボキシル化染料材
を含む広範多様な異なるインク組成物を使用することが
できるとともに、多数の異なる施工法を適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の安定化塩溶液およびインク組成物を基
板に適用するのに使用される方法およびシステムの概略
を示す図である。

【図２】図１の変更方法およびシステムの概略を示す図
である。

【図３】本発明の安定化塩溶液およびインク組成物を基
板に適用するのに使用されるさらに他の方法およびシス
テムの概略を示す図である。

【図４】本発明の安定化塩溶液およびインク組成物を基
板に適用するのに使用されるさらに他の方法およびシス
テムの概略を示す図である。

【図５】本発明の安定化塩溶液およびインク組成物を基
板に適用するのに使用されるさらに他の方法およびシス
テムの概略を示す図である。

【図６】本発明の安定化塩溶液およびインク組成物を基
板に適用するのに使用されるさらに他の方法およびシス
テムの概略を示す図である。

【符号の説明】

１２熱インクジェット印刷システム１４，１６熱インクジェットカートリッジユニット１８安定化塩溶液１７，６４安定化塩溶液１８の供給部２０インク１９インク２０の供給部３０基板（印刷媒体）３１，３４安定化塩溶液１８とインク２０との混合状
態３２空気噴射噴霧器ユニット３３ミスト４０，７０カートリッジ４２，４４チャンバー６０ローラ機構６２導管６８インラインポンプ６９分配マニホールド

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ４１Ｍ 5/00 Ｅ 8305−2ＨＣ０９Ｄ 11/02 ＰＴＦ 7415−4Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つのカルボキシル基を有す
る少なくとも１つの化学染料材を含むインク組成物と、
多価金属塩溶液とを使用し、基板に、前記塩溶液を適用した後に、前記インク組成物
を適用して、安定で、耐水性があり、カラーブリードに
耐える印刷画像を作成する、ことを特徴とするの印刷画
像の作成方法。
【請求項２】多価金属塩溶液が、Ｃａ^＋＋、Ｃ
ｕ^＋＋、Ｎｉ^＋＋、Ｍｇ^＋＋、Ｚｎ^＋＋、Ｂａ^＋＋、Ａ
ｌ^＋＋＋、Ｆｅ^＋＋＋、Ｃｒ^＋＋＋からなる群から選ば
れる少なくとも１つの多価金属陽イオンからなり、約５
〜４０重量％の塩濃度を有することを特徴とする請求項
１記載の印刷画像の作成方法。