(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタの印字において、シアン・イエロー・マゼンタの３原色の各インクとして、溶媒として水を用い、さらに少なくとも水中でエマルジョン化する樹脂もしくは樹脂前駆体もしくは界面活性剤もしくはこれらの混合物を含有し、さらに該エマルジョンに油溶性染料を可溶化した組成物を用い、黒色インクとしては、少なくとも水溶性染料を水に溶解した組成物を用いることを特徴とするインクジェットプリンタの印字方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ周辺機器として広く用いられているインクジェットプリンタの印字方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体インクをヘッドノズルから噴射することにより印字するインクジェットプリンタは、コンパクトで比較的安価な構成要素から成るため、今後のカラープリンタの主流となり得ると予想されている。
【０００３】
現在、インクジェットプリンタ用のインクとしては、水系溶媒に色材として水溶性染料を用いた水系インクが主に用いられている。
【０００４】
カラー印字においては、水溶性染料を用いるため、各色の混色が問題となるが、印字品質上、シアン・イエロー・マゼンタの各インクの混色は容認されてきた。しかしながら、黒色インクを用いる場合、シアン・イエロー・マゼンタの各インクと黒色インクが混色し、全体に黒色インクがにじんだカラー印字となり問題となっていた。従って、この問題を回避するため、シアン・イエロー・マゼンタを用いて印字するカラー印字部には、黒色インクによる印字を行わず、その部分の黒印字は３原色の重ね合わせで行っていた。しかしながら、３原色の重ね合わせでは十分な黒色が発現せず、印字品質上好ましくなかった。また、印字の機械的コントロール（印字スピード・ドットの間引き・ドット径コントロールなど）により混色を防止する手段も提案されていた（特開平２−２５３９５８，特開平３−１４２２５２）。
【０００５】
一方、少なくとも黒色インクと他色との混色を避けるため、混色の起きにくくするコート剤をあらかじめ紙にコーティングした専用紙が用いられてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術においては次の課題があった。すなわち、インクジェットプリンタにおけるカラー印字において、
▲１▼従来の水系インクを用いて、普通紙・再生紙に印字する場合、シアン・イエロー・マゼンタ及び黒の４色のインクが相互ににじんで混色し、特に黒色インクが他の色のインクににじむことによる混色が印字品質上課題となり、少なくともシアン・イエロー・マゼンタのインクによるカラー印字部には、黒色インクによる文字の印字が避けられていた。
▲２▼上記▲１▼の課題は、印字される紙に特殊なコーティングをした専用紙を用いることで回避できるが、値段が高い、紙の選択が限られる等使用上のわずらわしさがあった。
【０００７】
そこで、本発明は以上の課題を解決するためのもので、その目的とするところは、インクジェットプリンタの印字方法において、普通紙・再生紙が用いられ、かつカラー印字の場合に、少なくとも黒色インクとシアン・イエロー・マゼンタの３原色の各インクが混色せず（にじまず）、３原色によるカラー印字部にも黒色のインクによる印字が可能である印字方法およびそのために用いるインク組成物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットプリンタの印字方法およびインクジェットプリンタ用インク組成物は、
１．インクジェットプリンタの印字において、シアン・イエロー・マゼンタの３原色の各インクとして、溶媒として水を用い、さらに少なくとも水中でエマルジョン化する樹脂もしくは樹脂前駆体もしくは界面活性剤もしくはこれらの混合物を含有し、さらに該エマルジョンに油溶性染料を可溶化した組成物を用い、黒色インクとしては、少なくとも水溶性染料を水に溶解した組成物を用いることを特徴とする。
２．インク組成物として、溶媒として水を用い、さらに少なくとも水中でエマルジョン化する樹脂もしくは樹脂前駆体もしくは界面活性剤もしくはこれらの混合物を含有し、さらに該エマルジョンに油溶性染料を可溶化したことを特徴とする。
３．上記手段２において、油溶性染料を含む組成物中に、該染料溶解性溶剤を含むことを特徴とする。
４．インク組成物として、少なくともシアノアクリレート樹脂、油溶性染料を含有することを特徴とする。
【作用】
インク中の水溶性の染料は、一旦紙上に吐出され乾燥しても、後から吐出されてくるインクの水分により再溶解して混色を生じる。
【０００９】
前記手段の１については、油溶性染料と水溶性染料の溶解性の違いにより混色を防止するもので、特に、油溶性染料を水系溶媒に可溶化するものである。
【００１０】
【実施例】
（実施例１）
イエロー系の色調を有する油溶性染料（三井東圧染料（株）製ＨＳｍ−４１）を非水系溶媒であるケロシン系溶媒に２ｇ／１００ｍｌの割合で溶解した組成物をイエローインクとして調製した。粘度は５ｃｐｓ以下であった。
【００１１】
黒色インクとして次の組成物を調製した。
▲１▼黒色染料（ダイワブラック＃２０００ダイワ化成（株）製）２ｇ
▲２▼グリセリン（乾燥防止剤として添加）                  １０ｍｌ
▲３▼水                                                  ９０ｍｌ
次に、印字テストを行った。使用したプリンタヘッドは市販のセイコーエプソン（株）製ＨＧ−４０００対応の内作ヘッドである。ヘッドは２つのヘッドが並列に接続されている。
【００１２】
最初に、印字用紙として普通紙（ゼロックス−Ｐ）を用いた。
【００１３】
第１のヘッドからイエローインクを吐出し、続いて約１秒後に第２のヘッドから黒色インクを吐出した。印字は、イエローインクの印字に黒色インクの印字が一部重なるように行った。この結果、イエローインクによる印字に重なって印字された黒色のインクは、イエローインクによる印字部分ににじんだ形跡（混色）は認められなかった。
【００１４】
次に、同様のテストを再生紙（ゼロックス−Ｒ）を用いて実施したところ、同様の結果が得られた。
【００１５】
さらに、シアン色・マゼンタ色のインクもイエローインクと同様に調製し、同様のテストを実施したところ、ほぼ同様の結果を得た。
【００１６】
（実施例２）
紫外線硬化型の樹脂を水中でエマルジョン化した水溶液に、イエロー系の色調を有する油溶性染料を、２ｇ／１００ｍｌの割合で可溶化した組成物を調製しイエローインクとした。可溶化は、マグネチックスターラーによる約２４時間の攪拌により行った。
【００１７】
次に、黒色の水溶性染料を水に溶解した黒色インクを、前記実施例１の場合と同様の組成で調製した。
【００１８】
実施例１と同様のプリンタヘッドを用い、印字テストを行った。印字用紙としては、普通紙（以下、普通紙は全てゼロックス−Ｐを使用）を用いた。
【００１９】
第１のヘッドからイエローインクを吐出し、約１秒後に第２のヘッドから黒色インクを吐出した。印字は、イエローインクの印字に、黒色インクの印字が一部重なるように行った。この結果、イエローインクの印字部に対して、黒色インクのにじみが若干認められたが、品質上無視できるレベルと判断された。この若干のにじみは、イエローインクの水分が印字紙に残留したためと思われた。
【００２０】
この点を改良するための補助手段として、第１のヘッドによるイエローインクの印字時に、紙の裏面からヒーターによる加熱を行ったところ、前記の若干のにじみが解決された。
【００２１】
さらに、印字と同時に紫外線１００ｍＪ／ｃｍ2 を照射すると、樹脂が硬化し、にじみ（混色）防止はさらに完全なものとなった。
【００２２】
すなわち、イエローインクで用いた樹脂は、水系溶媒に非水溶性である油溶性染料を溶解する樹脂のみでなく、混色防止のための染料の固着作用を持っている。さらには、樹脂は印字の耐擦性（指等によるこすりに対する耐性）も高める結果となった。
【００２３】
本発明で用いる樹脂は、水中でエマルジョン化するものであれば、紫外線硬化型に限らず用いることができる。
【００２４】
シアン色・マゼンタ色のインクおよび再生紙（以下全て再生紙はゼロックス−Ｒを使用）についても、同様のテスト結果が得られた。
【００２５】
（実施例３）
実施例２のように油溶性染料を樹脂を含んだ溶液に可溶化する場合、油溶性染料の大きな粒子が溶解し難い場合がある。その補助手段として、あらかじめ非水溶媒に油溶性染料を溶解してから、樹脂を含む溶液中に可溶化すると有効であることがわかった。
【００２６】
本実施例では、２ｇのイエロー系油溶性染料を３０ｍｌの酢酸エチルセロソルブにあらかじめ完全に溶解してから樹脂を含んだ溶液７０ｍｌに可溶化して用いたところ、染料の大きな粒子は残留せず、印字上にも非水溶媒の影響はなかった。
【００２７】
（実施例４）
イエロー系の色調を有する油溶性染料（ＨＳｍ−４１  三井東圧染料（株）製）０．２ｇをシアノアクリレート系樹脂（アロンアルファ８０１  東亜合成化学（株）製）に溶解し、イエローインクとした。用いた樹脂粘度は、約１０ｃｐｓであった。シアノアクリレート系樹脂は、瞬間接着剤として一般的に用いられているもので、水分により瞬間硬化する性質を持っている。
【００２８】
黒色インクとして、実施例１の場合と同様の水系インクを作製した。実施例１と同様のプリンタヘッドを用い、最初に普通紙を印字用紙として印字テストを行った。
【００２９】
第１のヘッドからイエローインクを吐出し印字した。約１秒後に第２のヘッドから黒色インクを吐出し印字した。印字は、イエローインクの印字部に対して黒色インクによる印字が一部重なるようにして印字した。
【００３０】
この結果、黒色インクが重なったイエローインクの印字部分には、黒色インクのにじみ（混色）は認められなかった。すなわち、重ね印字された部分の印字において、イエローインクは吐出後すぐに空気中の水分によりある程度硬化し、染料は定着され、さらに、黒色インクの水分により硬化が瞬間的に促進されたため、黒色インクのにじみが発生しなかったと考えられる。同様のテストをシアン系・マゼンタ系の色調のインクを調製して実施した。印字紙においても、再生紙を用い、上記と同様の結果を得た。
【００３１】
（実施例５）
実施例４と同様であるが、あらかじめ印字紙の印字面に水分をコーティングした。コーティング方法は、プリンタ装置内に霧吹き状のスプレー装置を導入して行った。結果、第１のヘッドからイエローインクを吐出した時点で、イエローインクはコートした水分と反応し硬化することが確認できた。一方、イエローインクの印字直後、印字部を印字紙両面から同時に加熱した後、第２のヘッドから黒色インクを印字した。黒色インクは、イエローインクの印字部とは混色せず、またあらかじめコーティングされた水分も加熱により蒸発したため、直接印字紙上にのった黒色インク部分でも水分によるにじみは起こらなかった。
【００３２】
本実施例では、スプレーコートにより水分をコーティングしたが、水分のコーティング方法はこの方法に限らず適用できる。
【００３３】
（実施例６）
マゼンタ系の水溶性染料（酸性染料である日本化薬（株）製Ｒ１ＰとＢ５Ｐの混合物）２ｇを水１００ｍｌに溶解し、さらに乾燥防止剤としてグリセリン５ｍｌを加え、マゼンタインクとした。
【００３４】
黒色インクとして実施例１の場合と同様の水系インクを作製した。さらに、カチオン基を有する水溶性樹脂溶液（三菱油化（株）製  サンプル名ＳＴＩ−１Ｌ）を水で希釈して、粘度を１０ｃｐｓ以下に調整した溶液を作製した。
【００３５】
ここで、前記樹脂溶液をプリンタ装置内に設けたコーティングロールであらかじめ印字紙上の印字面にコーティングした。
【００３６】
続いて、実施例１と同様のプリンタヘッドを用い印字した。印字紙としては普通紙を用いた。
【００３７】
第１のヘッドノズルからマゼンタインク、第２のヘッドノズルから黒色インクを吐出した結果、２種のインクのにじみ（混色）は認められなかった。
【００３８】
（実施例７）
マゼンタ系の水溶性染料（酸性染料である日本化薬（株）製Ｒ１ＰとＢ５Ｐの混合物）２ｇを水１００ｍｌに溶解し、さらに乾燥防止剤としてグリセリン５ｍｌを加え、マゼンタインクとした。
【００３９】
黒色インクとして実施例１の場合と同様の水系インクを作製した。さらに、カチオン基を有する水溶性樹脂溶液（三菱油化（株）製  サンプル名ＳＴＩ−１Ｌ）を水で希釈して、粘度を１０ｃｐｓ以下に調整した溶液を作製した。
【００４０】
実施例１と同様のプリンタヘッドを用い、印字テストを行った。印字用紙としては最初に普通紙を用いた。ただし、第１のヘッドからは前記樹脂溶液を吐出するようにし、マゼンタインクと黒色インクは第２のヘッドの別々のノズル穴から吐出するようにした。また、第１のヘッドから吐出される樹脂溶液は、続いて印字されるマゼンタ・黒色の印字部よりも少し広い面積に吐出されるようにした。以上のようにして印字した結果、マゼンタインクと黒色インクの相互の境界および重ね合わせる領域には、二つのインクのにじみ（混色）は認められなかった。
【００４１】
さらに、印字紙の裏面からヒーターによる加熱を行いながら印字すると、二つのインクによる印字境界部はより一層鮮明になった。これは、第１のヘッドから吐出された樹脂溶液の水分がすばやく蒸発し、にじみ（混色）防止に効果をもたらしたものと考えられる。
【００４２】
同様のテストをシアン色・イエロー色のインクについて実施し、また印字用紙に再生紙を用い、同様の結果を得た。また、本実施例では、黒色インクと３原色間のにじみ（混色）だけでなく、３原色の各インク相互間でのにじみ（混色）も防止できることが確認できた。
【００４３】
なお、インクの染料にカチオン基を有する染料を用い、樹脂としてアニオン基を有するものを用いても同様の効果が得られる。
【００４４】
以上、実施例を記したが、用いた材料はここに記載されたものに限定されるものではない。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明により、カラーインクジェットプリンタの印字方法およびインクにおいて、従来と異なり、普通紙・再生紙が適用でき、かつ少なくともシアン・イエロー・マゼンタの３原色同志は混色しても、黒インクと３原色は混色しないため、カラー印字部に鮮明な黒色印字が可能となった。すなわち、カラーグラフィック印字部分に、黒色インクで鮮明な印字ができるとともに、ビデオ画像の描画においても３原色の重ね合わせの黒だけでなく、黒色インクによる描画が適用できるため、コントラストの明確な画像描画が可能となった。