(57)【要約】【課題】  インクジェット捺染で反応染料インクと処理液とをほぼ同時に付与しても、にじみ防止を実現しつつ、色の汚染も防止することができるインクジェット捺染方法および装置を提供する。【解決手段】  布帛表面画像１３は、グラデーション染色領域４および隣接染色領域５，６を含む色柄を含む。前処理領域１０では、グラデーション染色領域４での色濃度の変化に応じて濃度が変化するように、高濃度前処理領域１１ａと低濃度前処理領域１１ｂとを含むグラデーション前処理領域１１を形成する。処理液には、にじみ防止剤を含むので、布帛表面上での色のにじみの発生を防止することができる。さらに、グラデーション染色領域４の低濃度部４ｂには低濃度前処理領域１１ｂが対応するので、にじみ防止剤が適切に染料を引寄せると、にじみ防止剤が過剰にならず、色の汚染も生じない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応染料インクをヘッドから画像データに従ってインクジェット方式で吐出させて、布帛の表面に画像をプリントするインクジェット捺染方法において、
ヘッドからは、にじみ防止剤を含む処理液も吐出可能にしておき、
プリントする画像の色濃度に応じて処理液の濃度が制御されるように、反応染料インクとともに処理液の吐出量を制御することを特徴とするインクジェット捺染方法。
【請求項２】
前記処理液の濃度は、前記画像データについての予め定める色空間の要素に基づいて制御することを特徴とする請求項１記載のインクジェット捺染方法。
【請求項３】
前記処理液の濃度は、予め定める下限濃度以上となるように制御することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット捺染方法。
【請求項４】
反応染料インクをヘッドから画像データに従ってインクジェット方式で吐出させて、布帛の表面に画像をプリントするインクジェット捺染装置において、
ヘッドからは、反応染料インクとともに、にじみ防止剤を含む処理液も吐出可能にしておき、
画像データに応じて、ヘッドから吐出する反応染料インクの濃度を制御するとともに、プリントする画像の色濃度に応じて処理液の濃度を制御する制御手段を含むことを特徴とするインクジェット捺染装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記処理液の濃度を、予め定める下限濃度以上となるように制御することを特徴とする請求項４記載のインクジェット捺染装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応染料インクをインクジェットプリンタから吐出して布帛に画像を捺染するインクジェット捺染方法および装置に関する。
なお、「布帛」は、織物地および編物地を総称するものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来から、綿や羊毛などを素材とする布帛では、反応性染料を使用する捺染が行われている。たとえば、予め布帛の全面に対して染料の定着剤などを含む前処理剤を付与しておき、自然乾燥や強制乾燥後にスクリーン印刷やインクジェットで染料が付与される。捺染後には、良好に発色させ、染料を布帛の生地に定着させるためのスチーム処理などが行われ、洗濯処理で余分なインクが除去され、乾燥させると布帛の染色が完了する。
【０００３】
インクジェットでの捺染の前処理には、液状の前処理剤を使用し、スプレーでの噴射やローラーでの塗布などで付与が行われる。このような前処理液を布帛の全面に付与する方式では、インクジェットでのプリント工程とは別の前処理工程を必要とするうえ、前処理液は染料を付与しない領域にまで付与するためにコストがかかってしまう。このような問題の解決手段としては、インクジェットなどのプリントヘッドで、前処理液を、染料を付与する領域のみに付与する同時プリント方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
ただし、同時プリント方法では、布帛上に付与される前処理液と染料インクとが互いに水分を有しているため、布帛表面上で混ざり合ってにじみが発生するおそれがある。このような、にじみの発生を防止するために、にじみ防止の効果がある添加剤を前処理液に添加しておくインクジェット捺染方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献２には、布帛の全面にわたり前処理液で前処理剤成分を均一に付与する方法では、プリントしていない領域（白地）へのインク汚染（白場汚染）を引きお起こしやすいことが記載されている。特に、近年のプリント速度向上に伴い、にじみが増大する傾向にあるため、にじみ防止を目的とした前処理方法の改良、開発が行われ、インク吸収能や色剤定着能が向上した結果、白場汚染を悪化させていると記載されている。そこで、インクを布帛に付与する前に、実質的にプリント部にのみ前処理するようにしている。これによって、プリント時のにじみの発生を抑え、発色性に優れ、白場汚染耐性が改良され、洗濯負荷の低減及びプリンタ内での他ヘッドへの汚染防止したインクジェット捺染方法を実現できることが記載されている。また、色剤がアニオン性染料や、アニオン電荷を有する分散染料、あるいは顔料の場合、前処理液にカチオン性高分子を添加することが好ましく、多価金属塩の添加もにじみ防止効果があると記載されている。
【０００６】
図６は、特許文献１や特許文献２に開示されているように、前処理液などの処理液と、反応染料などの染料インクとを、布帛表面にほぼ同時に付与にして、インクジェット捺染を行う処理の概要を示す。インクジェット方式では、ヘッドから処理液と染料インクとが順次噴射され、前処理領域１の方が染料プリント領域２よりも後で形成されることもあるけれども、前後する時間差は小さい。このようなプリント工程に続き、スチーム処理を行うスチーム工程で加熱して染料を定着させ、洗濯工程で未定着の染料などを洗い流すように洗濯して、布帛表面画像３を得ている。
【０００７】
布帛表面画像３として、グラデーション染色領域４および隣接染色領域５，６を含む色柄を得る場合を想定する。染料プリント領域２の段階では、グラデーション領域４は、高濃度部４ａと低濃度部４ｂとの間で濃度が高低に変化するように、形成される。隣接染色領域５，６は、低濃度部４ｂに比較すると高い濃度で形成される。前処理領域１では、グラデーション染色領域４および隣接染色領域５，６の輪郭線内に、一定の高濃度で、定濃度前処理領域７ａ，７ｂ，７ｃをそれぞれ形成するようにすれば、処理液の無駄を省くことができる。しかしながら、染料インクと処理液とがほぼ同時に付与される領域では、互いに水分を有している状態で付与されるので、布帛表面上で混ざり合って、色のにじみが発生しやすい。
【０００８】
にじみ防止剤として、たとえば、第一工業製薬株式会社製の商品名「シャロールＤＣ−９０２Ｐ」などの界面活性剤を処理液に混入しておけば、にじみは発生しにくくなる。ただし、前処理を行う処理液に、にじみ防止剤を含む場合、洗濯工程後の布帛表面画像３では、汚染部８が発生してしまうおそれがある。
【０００９】
図７は、グラデーション染色領域４として、短冊状に、黒色Ｋ、黄色Ｙ、マゼンタ色Ｍおよびシアン色Ｃのグラデーション画像を並べて形成する場合の汚染部８の発生状態を示す。汚染部８は、低濃度側で発生しやすく、また発生すると目立ちやすくなる。
【特許文献１】特開平７−２９９９０２号公報
【特許文献２】特開２００６−１２４８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図６および図７に示す汚染部８は、処理液に混入するにじみ防止用の界面活性剤が染料を引寄せる性質を持つので、捺染後の洗濯処理中、洗い流された染料が水中を介して引寄せられて形成されると考えられる。特に色濃度が低い領域では、洗濯処理前には染料を引寄せていない状態のにじみ防止剤が過剰に残存するので、洗濯処理中での汚染の程度自体が大きくなる。処理液を付与しない白場領域では、洗濯処理前に、にじみ防止剤を含む処理液の付与がなく、洗濯処理中に染料が引寄せられないので、色の汚染は基本的に発生しない。また、色の濃い濃色領域では、汚染部８が発生しても目立たない。色の薄いグラデーション柄などの淡色領域などでは、他の色の染料が引寄せられると、汚染部８として目立ち、色の汚染が起こりやすくなる。
【００１１】
本発明の目的は、インクジェット捺染で反応染料インクと処理液とをほぼ同時に付与しても、にじみ防止を実現しつつ、色の汚染も防止することができるインクジェット捺染方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、反応染料インクをヘッドから画像データに従ってインクジェット方式で吐出させて、布帛の表面に画像をプリントするインクジェット捺染方法において、
ヘッドからは、にじみ防止剤を含む処理液も吐出可能にしておき、
プリントする画像の色濃度に応じて処理液の濃度が制御されるように、反応染料インクとともに処理液の吐出量を制御することを特徴とするインクジェット捺染方法である。
【００１３】
また本発明で、前記処理液の濃度は、前記画像データについての予め定める色空間の要素に基づいて制御することを特徴とする。
【００１４】
また本発明で、前記処理液の濃度は、予め定める下限濃度以上となるように制御することを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明は、反応染料インクをヘッドから画像データに従ってインクジェット方式で吐出させて、布帛の表面に画像をプリントするインクジェット捺染装置において、
ヘッドからは、反応染料インクとともに、にじみ防止剤を含む処理液も吐出可能にしておき、
画像データに応じて、ヘッドから吐出する反応染料インクの濃度を制御するとともに、プリントする画像の色濃度に応じて処理液の濃度を制御する制御手段を含むことを特徴とするインクジェット捺染装置である。
【００１６】
また本発明で、前記制御手段は、前記処理液の濃度を、予め定める下限濃度以上となるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、反応染料インクをヘッドから画像データに従ってインクジェット方式で吐出させるとともに、処理液も吐出可能にしておくので、反応染料インクと処理液とをほぼ同時に付与することができる。処理液には、にじみ防止剤を含むので、反応染料インクと処理剤とが付与された布帛の表面上で、にじみの発生を防止することができる。プリントする画像の色濃度に応じて処理液の濃度が制御されるように、反応染料インクとともに処理液の吐出量を制御するので、画像の色濃度が低い淡色の領域では、処理液も低濃度となり、処理液中に含まれて布帛上に付与されるにじみ防止剤の量も少なくなる。したがって、淡色の領域には付与されるにじみ防止剤も少なくなり、淡色領域に引寄せる他の色の染料も少なくなるので、洗濯処理での汚染防止を図ることができる。
【００１８】
また本発明によれば、画像データについての予め定める色空間の要素、たとえばＲＧＢの各要素のうちの最小値などに基づいて制御するので、淡色領域では処理液の濃度を容易に小さくすることができる。
【００１９】
また本発明によれば、処理液の濃度は、予め定める下限濃度以上となるように制御する。処理液の付与はインクジェット方式で行うので、濃度はヘッドから噴射するインク液滴のドット数に対応し、低濃度ではドット数が少なくなり、反応染料インクのドットと処理液のドットとが布帛表面で互いに出会わなくなってしまうおそれがある。下限濃度以上の濃度の処理液を付与することで、反応染料での捺染を確実に行うことができる。
【００２０】
さらに本発明によれば、制御手段は、反応染料インクをヘッドから画像データに従ってインクジェット方式で吐出させるとともに、にじみ防止剤を含む処理液を、プリントする画像の色濃度に応じる濃度で吐出させることができる。反応染料インクと処理液とは、ほぼ同時に布帛表面に付与され、にじみの発生を防止することができる。プリントする画像の色濃度に応じて処理液の濃度が制御されるので、画像の色濃度が低い淡色の領域では、処理液も低濃度となり、処理液中に含まれて布帛上に付与されるにじみ防止剤の濃度も小さくなる。したがって、淡色領域に引寄せる他の色の染料も少なくなるので、洗濯処理での汚染防止を図ることができる。
【００２１】
また本発明によれば、制御手段は、処理液の濃度は、予め定める下限濃度以上となるように制御する。インクジェット方式での濃度制御は、ヘッドから噴射するインク液滴のドット数の制御で行う。低濃度ではドット数が少なくなり、反応染料インクのドットと処理液のドットとが布帛表面で互いに出会わなくなってしまうおそれがあるので、下限濃度以上の濃度の処理液を付与することで、反応染料のドットと処理液のドットとが確実に出会うようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施の一形態としてインクジェット捺染を行う処理の概要を示す。以下、図６や図７に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態でも、前処理領域１０と染料プリント領域２とをプリント工程として、ほぼ同時に形成し、スチーム処理を行うスチーム工程で加熱して染料を定着させ、洗濯工程で未定着の染料などを洗い流すように洗濯して、布帛表面画像１３を得ている。
【００２３】
布帛表面画像１３としては、図６の布帛表面画像３と同様に、グラデーション染色領域４および隣接染色領域５，６を含む色柄を得る場合を想定する。染料プリント領域２は同様に形成するけれども、前処理領域１０では、前処理領域１での定濃度前処理領域７ａではなく、高濃度前処理領域１１ａと低濃度前処理領域１１ｂとを含むグラデーション前処理領域１１を形成する。すなわち、処理液を定濃度前処理領域７ａのような一定の高濃度ではなく、グラデーション染色領域４での色濃度の変化に応じて濃度が変化するようにしている。処理液には、前述のシャロールＤＣ−９０２Ｐのような、にじみ防止剤を含むので、布帛表面上での色のにじみの発生を防止することができる。さらに、グラデーション染色領域４の低濃度部４ｂには低濃度前処理領域１１ｂが対応するので、にじみ防止剤が適切に染料を引寄せると、にじみ防止剤が過剰にならず、色の汚染も生じない。
【００２４】
図２は、図７と同様に、黒色Ｋ、黄色Ｙ、マゼンタ色Ｍおよびシアン色Ｃのグラデーション画像を短冊状に並べて形成するグラデーション染色領域４の捺染結果を示す。グラデーション前処理領域１１に付与する処理液の濃度を、グラデーション画像の色濃度が低い低濃度前処理領域１１ｂでは、対応して低濃度にしているので、図７に示すような汚染部８は形成されない。
【００２５】
図３は、図１に示すようなインクジェット捺染が可能なインクジェット捺染装置２０の概略的な外観構成を示す。大略的に扁平な箱形のプリントベッド２１の上面は矩形であり、長手方向がＸ方向となり、幅方向がＹ方向となる。幅方向の全体にわたってＹビーム２２が形成され、Ｙビーム２２は、Ｘ方向に往復移動する。Ｙビーム２２は、ヘッド２３をＹ方向に往復移動可能なように支持する。ヘッド２３は、インクジェット方式で染料インクや処理液を吐出させて付与することができる。染料インクや処理液は、プリントベッド２１の端部に配置されるインクタンク２４に貯留され、可撓性のパイプなどを介して、ヘッド２３に供給される。インクジェット捺染装置２０の全体的な制御は、メインコントローラ２５によって行われる。ヘッド２３によるインクジェット捺染の制御は、捺染コントローラ２６によって行われる。インクジェット捺染に関する操作者の入出力処理は、入出力インタフェース２７を介して行う。入出力インタフェース２７は、液晶表示装置などの表示部２８とキーボードやタッチパネルなどの操作部２９とを含む。布帛などの被プリント材３０は、プリントベッド２１の上面に固定される。被プリント材３０としては、編地を用いることもできる。
【００２６】
図４は、図３に示すインクジェット捺染装置２０の概略的な電気的構成を示す。Ｘモータ３１およびＹモータ３２は、図３のＹビーム２２およびヘッド２３を、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ移動させる。ピエゾ素子３３は、少なくとも、染料インクの色数分に処理液を加えた数だけ、ヘッド２３内に備えられる。染料インクの色数を、たとえばＣＭＹＫの各色を濃色と淡色とに分ける八色とすれば、九つのピエゾ素子を備えれば、フルカラーの画像を捺染することができる。八色のうちの一色、たとえば黄色Ｙの淡色を使用しないで、替りに処理液を使用するようにすれば、染料インクと処理液との全体を八色分のピエゾ素子３３から被プリント材３０に付与することができる。図２に示すグラデーション染色領域４では、黒色Ｋ，マゼンタ色Ｍおよびシアン色Ｃは、それぞれ濃色および淡色の染料インクを用いて形成しているけれども、黄色Ｙは濃色の染料インクのみを用いて形成している。なお、捺染の目的に応じて、必ずしもフルカラーの画像が形成されるとは限らず、使用しない色が判明すれば、その色の染料インクの替りに処理液を使用すればよい。
【００２７】
図３のメインコントローラ２５は、制御部３５、記憶部３６および通信部３７を含む。このようなハードウエアは、一般的なパーソナルコンピュータＰＣで容易に実現される。記憶部３６には、被プリント材３０の表面に形成すべき布帛表面画像１３の画像データを記憶しておく。画像データは、デザインシステムなどを使用して作成し、通信部３７を介して、ＬＡＮなどのネットワークから取得することができる。また、各種ディスク媒体やＵＳＢメモリなどの記憶媒体から画像データを読出すこともできる。
【００２８】
捺染コントローラ２６は、画像データに基づき、モータ制御部３８がＸモータ３１およびＹモータ３２をそれぞれ駆動する。また、画像処理部３９が制御手段として機能し、ピエゾ駆動部４０を介してピエゾ素子３３を駆動し、染料インクや処理液をヘッド２３から被プリント材３０の表面に噴射させる。画像データは、赤Ｒ、緑Ｇおよび青ＢのＲＧＢ三原色系で表示される場合が多い。布帛表面画像１３として被プリント材３０の表面を染色する場合は、印刷などと同様に、ＣＭＹ三原色に黒色Ｋを加えたＣＭＹＫ四色系が使用される。ＲＧＢ三原色系とＣＭＹＫ四色系との間には、相互にデータを変換することができる。画像処理部３９では、ＲＧＢ三原色系からＣＭＹＫ四色系への変換も行う。
【００２９】
ＲＧＢ三原色系の色空間では、画像を形成する単位となる各画素がＲＧＢ三原色成分の加法混色で表示される。インクジェット方式で形成されるＣＭＹＫ四色系の色空間では、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各原色成分の染料インクのドットの減法混色で各画素が表示される。染料インクのドットは、一定の濃度で形成され、複数のドットで形成される密度が布帛表面画像１３としての色濃度に対応する。また、染料インクとして濃色と淡色とが用意される場合は、色濃度は、濃色のドットと淡色のドットとの配合率でも調整される。
【００３０】
画像処理部３９では、以上のようなＲＧＢからＣＭＹＫへの変換処理ばかりではなく、にじみ防止剤を含む処理液の吐出量も、画像の色濃度に応じて変化するように、算出する。吐出量は、一定の濃度の処理液を吐出しても、吐出するドットの密度に応じて最大の１００％から最小の０％まで、少なくとも一ドット分の濃度変化を単位として、対応させて変化させることができる。
【００３１】
画像データのＲＧＢ三原色系では、ＲＧＢの各原色成分の明るさを、たとえば八ビットの２５５階調で表す場合、各原色成分の階調値をパラメータとして、黒が（０，０，０）、白が（２５５，２５５，２５５）でそれぞれ表される。そこで、図１の前処理領域１０を形成する処理液の濃度Ｐは、
Ｐ＝（２５５−［Ｒ，Ｇ，Ｂのパラメータの最小値］）÷２５５×１００％  …（１）
の式で表される。
【００３２】
たとえば、赤（２５５，０，０）では、パラメータの最小値はＧまたはＢの要素についての０となる。したがって、（１）式に従い、処理液の濃度Ｐ＝１００％となる。また、白に近い薄ピンク色（２５５，２２０，２５５）の場合、最小値はＧの要素についての２２０となる。（１）式に従うと、処理液の濃度Ｐ＝１３．７％となる。前述のように、濃度Ｐの変化は、実際には一定の濃度の処理液インクを、算出された濃度Ｐに応じる密度となるドット数分だけ、ヘッド２３から吐出する。これによって、図１に示すようなグラデーション前処理領域１１を被プリント材３０の表面に形成することができる。
【００３３】
図５は、グラデーション染色領域４での色濃度の変化と、対応して形成するグラデーション前処理領域１１での処理液の付与濃度の変化との対応関係の例を示す。たとえば、Ｘ方向に濃度が変化して、Ｙ方向の幅が一定となるグラデーション染色領域４では、色濃度が最大値ｍａｘから最小の０まで、Ｘ方向に直線的に変化する。これに対応するグラデーション前処理領域１１での処理液の付与濃度は、ｍａｘから直線的に減少させても、最小値ｍｉｎ以上とすることが望ましい。処理液は、インクドットとして付与されるので、低濃度となると、ドット数が少なくなり、染料インクのドットと互いに出会わなくなるおそれがある。最小値ｍｉｎとしては、たとえば５〜１５％程度とすれば、染料インクのドットと出会いやすくなることが判明している。
【００３４】
被プリント材３０の素材が綿や羊毛などの天然繊維であれば、染色インクとしては、アニオン（負イオン）系の反応染料のインクが使用される。ピエゾ素子３３からの吐出に適した粘度とするために、溶媒の水に、エチレングリコールやグリセリンが添加される。処理液は、発色剤や定着剤とともに、カチオン（正イオン）系のにじみ防止剤を混合し、水を溶媒として、エチレングリコールやグリセリンの添加で粘度を調整する。
【００３５】
色が淡色でも高濃度となる領域では、余分なにじみ防止剤が他の色の染料を引寄せても、洗濯処理での汚染が目立たなくなる。したがって、グラデーション染色領域４で色濃度がある程度以上ある領域に対応する前処理領域は、最大値ｍａｘの濃度としてもよい。最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎの中間の付与濃度も、グラデーション前処理領域１１では、対応するグラデーション染色領域４での色濃度の変化よりも粗い階段状の階調で変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の一形態としてインクジェット捺染を行う処理の概要を示す図である。
【図２】図１の処理で、黒色Ｋ、黄色Ｙ、マゼンタ色Ｍおよびシアン色Ｃのグラデーション画像を短冊状に並べて形成する捺染結果を示す図である。
【図３】図１の処理が可能なインクジェット捺染装置２０の概略的な外観構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示すインクジェット捺染装置２０の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図５】図１の処理で、対称となるグラデーション染色領域４での色濃度の状態を示す図、および色濃度の変化と、対応して形成するグラデーション前処理領域１１での処理液の付与濃度の変化との対応関係の例を示すグラフである。
【図６】先行技術によるインクジェット捺染を行う処理の概要を示す図である。
【図７】図６の処理で、黒色Ｋ、黄色Ｙ、マゼンタ色Ｍおよびシアン色Ｃのグラデーション画像を短冊状に並べて形成する捺染結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
２  染料プリント領域
４  グラデーション染色領域
１０  前処理領域
１１  グラデーション前処理領域
１３  布帛表面画像
２０  インクジェット捺染装置
２３  ヘッド
２５  メインコントローラ
２６  捺染コントローラ
３０  被プリント材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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