(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アニオン性を有する第１の基を持つ自己分散型の顔料を少なくとも色材として含有するインクと処理液とを合体する工程を備え、媒体にプリントを行うインクジェットプリント方法であって、
前記処理液は、カチオン性を有する第２の基を、１分子中に唯１個有する界面活性剤として塩化ベンザルコニウムを２質量％以上含有しており、
前記インクは、エチレンオキシド−２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールを０．７質量％未満含有している
ことを特徴とするインクジェットプリント方法。
【請求項２】
前記第２の基は、前記第１の基と同一の価数を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリント方法。
【請求項３】
前記処理液は、前記インクより高い浸透性であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリント方法。
【請求項４】
前記顔料の色材に対する割合は、９０質量％以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリント方法。
【請求項５】
前記顔料は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリント方法。
【請求項６】
前記色材は、カーボンブラックと染料とを含むことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリント方法。
【請求項７】
前記処理液は、浸透剤として非イオン性界面活性剤を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェットプリント方法。
【請求項８】
前記非イオン性界面活性剤は、水に対する臨界ミセル濃度以上含有されていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットプリント方法。
【請求項９】
前記処理液中の非イオン性界面活性剤の質量濃度は、前記インク中の顔料の質量濃度の１／３以上であることを特徴とする請求項７または８に記載のインクジェットプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリント方法に関し、詳しくは、インク中の色材を実質的に不溶化する処理液を用いてプリントを行うインクジェットプリント方法に関するものである。本発明のインクジェットプリント方法は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等、紙などのプリント媒体に対して文字，画像等をプリントする機器に適用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
インク中の染料あるいは顔料等の色材を不溶化する処理液は、一般にはプリントされた画像等の耐水性を向上させるために用いられている。しかしながら、本出願人は、処理液がこのような耐水性の向上だけでなく、プリント画像の濃度（例えばＯＤ）、プリント画像エッジ部のシャープネスなどのプリント性に大きな影響を及ぼすことに着目し、種々の提案を行なっている。このようなプリント性は、特に、その多くの場合が、ブラックインクを用いてプリントされる文字品位の向上に寄与するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上の通り、インクと処理液との組合せによるプリントは、高いＯＤや画像エッジ部の高いシャープネスを実現でき、従来にない高品位プリントを可能とするものである。しかしながら、インクジェットプリント方式にあっては、定着性についてさらに改善の余地がある。
【０００４】
例えば連続的に何枚ものプリント紙にプリントを行う場合には、プリント後排紙されたプリント紙が順次積層されることになる。この場合、インクのプリント紙に対する定着、すなわち、インクのプリント紙に対する浸透が不十分でプリント紙表面にインクが残留していると、他のプリント紙にその残留インクが転写されプリント紙を汚すことになる。このように、プリントヘッドやプリント紙の搬送系の能力にかかわらず、インク定着が遅い場合にはそれによるプリント紙の汚れを防止するなどのために、排紙自体の速度を遅くする必要がある。従って、インクジェットプリント方式における定着性は、単位時間当りに出力できるプリント紙の数を制限する、比較的大きな要因となる。
【０００５】
本発明は以上のような観点からなされたものであり、その目的とするところは、ＯＤやシャープネスなどの少なくとも１つのプリント品位（特に文字品位を高いレベルに維持するという品位）および従来にない定着性に優れたプリントを行うことを可能とするインクジェットプリント方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、アニオン性を有する第１の基を持つ自己分散型の顔料を少なくとも色材として含有するインクと処理液とを合体する工程を備え、媒体にプリントを行うインクジェットプリント方法であって、前記処理液は、カチオン性を有する第２の基を、１分子中に唯１個有する界面活性剤として塩化ベンザルコニウムを２質量％以上含有しており、前記インクは、エチレンオキシド−２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールを０．７質量％未満含有していることを特徴とする。
【０００８】
以上の構成によれば、顔料が有する基と界面活性剤の基とを十分に結合させることができ、これにより、顔料同士の凝集力を高めることができる。この結果、インクと処理液が合体したものは、高い浸透性を示すとともに、微小な凝集物の分散状態とならず、大きくかつ均一な凝集状態を形成できる。
【０００９】
従って、本発明によれば、少なくとも１つのプリント品位と優れた定着性を確保できる。
【００１０】
なお、本発明でいう「インク」と「処理液」との合体は、媒体表面上で合体する場合や、媒体表面直前で合体する場合或いは空間中での合体のすべてを含むもので、好ましくは、一方が先行し他方が後続して紙面上で合体することが良い。また、目的効果によっては、一方がインクまたは処理液に先行することが良く、その理由は、後述の記載および後述の表１，２の比較から理解される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
インクジェットプリントにおいて、プリント性、特に文字品位と定着性との高いレベルでの両立を図る観点から、本願発明者は、以下のような検討を行なった。
【００１３】
まず、インク中の色材を不溶化させる不溶化剤を含有し、かつ浸透性が高い処理液と、インクジェットプリントにおいて一般的に用いられている染料を色材として用いたインクとを用い、このインクに先立ってあるいは、インクの付与後に上記処理液をプリント用紙に付与しこれをインクに重ねることにより、定着性を向上させることを実験などによって検討した。しかし、浸透性が高い処理液を用いることによって定着性は向上するものの、ＯＤを高くすることは難しく、また、ひげ状のいわゆるフェザリングが発生し、文字品位の向上が比較的困難であることが確認されている。このような傾向は、インクジェットプリントにおいて多く用いられる、いわゆる普通紙にプリントを行った場合、特に顕著である。
【００１４】
そこで、上述の場合において、色材として染料を用いる代わりに、スチレンアクリル系の共重合体等の高分子を分散剤として用いて分散した顔料を用いた。しかし、この場合は、ＯＤは高くなるものの、浸透速度はそれ程速くならないことがわかった。
【００１５】
これに対し、色材として、分散剤を用いない、水系の溶媒に自己分散する顔料を用いた場合には、よりよい定着性（浸透速度）の向上がみられた。しかし、プリントヘッドから吐出される、上記顔料を含んだインクと上述の高浸透性の処理液とによってプリント媒体上に形成されるインクドットを観察すると、ドットの周囲に薄いもや状のにじみが発生することが観察され、これはプリント品位を向上させる上で好ましいものではない。この現象は、プリント媒体にインクを付与した後に処理液を付与する形態において特に顕著である。
【００１６】
このもや状のにじみの原因を検討したところ、処理液における不溶化剤として、たとえばポリアリルアミン（以下、「ＰＡＡ」ともいう）等のカチオン性高分子材料を用いた場合に上述のにじみが顕著に発生することがわかった。
【００１７】
この発生のメカニズムについて推測される点を図１を参照して説明する。図１は、顔料とその不溶化剤としてのＰＡＡとの結合した状態を模式的に示す図である。
【００１８】
自己分散型顔料は、図１に示すように、顔料の周囲にたくさんのヒゲ状の極性基（アニオン基）を有したイガ栗のような(pricky)形態である。一方、カチオン高分子であるＰＡＡは、１分子中に複数のカチオン基を有したひも状の物質であり、自己分散型顔料とＰＡＡとが混合すると、図１に示すように自己分散型顔料の周囲にＰＡＡの高分子が絡み付く。しかしながら、ＰＡＡのカチオン基は、幾何学的にすべての顔料のアニオン基と結合することが不可能であるため、図１に示すように結合したものが全体的にカチオン性を有した状態の形態になっていると考えられる。
【００１９】
よって、粒径の小さい顔料粒子とＰＡＡとが反応したものは、分子間力も弱く、電気的に反発しやすく、より大きな形態へと凝集しにくくなっていると考えられ、その結果、染料が入っていない場合、これらの微小物がドットの周囲にもや状のにじみとなって現れると考えられる。
【００２０】
一方、別の検討として、界面活性剤としての塩化ベンザルコニウム（以下、「ＥＢＫ」ともいう）のみを処理液中の不溶化剤として用いた。この場合は、上述のもや状のにじみの発生は極めて少なく、ＯＤの高い値が得られた。さらに、ドットを形成したプリント媒体とは反対側の面（裏側）から濃度を観察して得られる裏抜け性（濃度が低い方が「裏抜け性が良い」という）についても良好な結果が得られた。塩化ベンザルコニウムは、分子量は３３９．５であり、および水中で解離して塩素イオンとベンザルコニウムイオンとして存在するが、本実施形態に注目すべきものは、このベンザルコニウムイオン（＋１価の電荷を有し、分子量は３０４）であり、分子量として反応基を有するイオンの分子量を考慮することは重要である。本実施形態にとってより好ましい条件としては、反応基を有するイオンの分子量が１０００以下の低分子量であれば、対応する色材の各極性基に対して、より効率よく反応することができるからである。
【００２１】
また、このときの処理液におけるＥＢＫの含有濃度（液中の質量濃度）は、インクにおける顔料の濃度（質量濃度）の１／３以上であることが好ましいこともわかった。
【００２２】
以上から考察されるのは、図２に示すように、ＥＢＫを用いた場合、ベンザルコニウムイオンは、ＰＡＡ（分子量１５００以下、平均約１０００）を用いた場合と異なり比較的分子量が小さく、しかも、分子中に１個のみのカチオン性基を有する界面活性剤であり、これにより、顔料粒子のアニオン基と過不足なくあるいは多くが結合でき、上述の電気的反発力を生じていないものと考えられる点である。そして、その結果、比較的大きな凝集力によって各顔料粒子が凝集するため、もや状のにじみの発生がほとんど無いものと考えられる。
【００２３】
色材として下記の組成の自己分散型の顔料を用いたインクＡおよびＢを調製した。一般にアセチレノール含有割合が高いほど、またＫａ値が高いほど浸透性が高いといえるため、インクＢの方が、インクＡよりも浸透性が高い。
【００２４】
インクＡ（Ｋａ＝０．３５）
自己分散型のブラックの顔料                                ５質量％
エチレンオキシド−２，４，７，９−テトラメチル−
５−デシン−４，７−ジオール                          ０．２質量％
（商品名：アセチレノールＥＨ、川研ファインケミカル社製）
グリセリン                                                ６質量％
トリエチレングリコール                                    ５質量％
水                                                          残部
インクＢ（Ｋａ＝５）
自己分散型のブラックの顔料                                ５質量％
アセチレノールＥＨ                                    ０．７質量％
グリセリン                                                ６質量％
トリエチレングリコール                                    ５質量％
水                                                          残部
次に、下記の組成の処理液１〜４を調製した。
【００２５】
処理液１
ＥＢＫ                                                    ４質量％
アセチレノールＥＨ                                        ２質量％
グリセリン                                                ７質量％
ジエチレングリコール                                      ５質量％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル                  ３質量％
水                                                          残部
処理液２
ＥＢＫ                                                    ２質量％
アセチレノールＥＨ                                        ２質量％
グリセリン                                                ７質量％
ジエチレングリコール                                      ５質量％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル                  ３質量％
水                                                          残部
処理液３
ＥＢＫ                                                    １質量％
アセチレノールＥＨ                                        ２質量％
グリセリン                                                ７質量％
ジエチレングリコール                                      ５質量％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル                  ３質量％
水                                                          残部
処理液４
ＥＢＫ                                                    ３質量％
ＰＡＡ                                                    １質量％
酢酸                                                      １質量％
アセチレノールＥＨ                                        ２質量％
グリセリン                                                ７質量％
ジエチレングリコール                                      ５質量％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル                  ３質量％
水                                                          残部
下記表１に示したようなインクおよび処理液の組み合わせのそれぞれについて、普通紙に対して処理液を最初に付与し、次いでインクを付与することによって形成されたプリント物を調製した。それらのプリント物に対して、「もや」、「ＯＤ」、「裏抜け性」、「エッジシャープネス」、および「定着性」を下記の基準で評価した。その結果を表２に示す。
【００２６】
なお、この際のプリント条件は次の通りである。インク吐出用ヘッドおよび処理液吐出用ヘッドを用い、これらのヘッドに対して、その際のインクと処理液との着弾時間差が０．０５秒〜０．３秒であるように、いわゆる普通紙を搬送した。また、プリントした画像は、７２０ｄｐｉ×３６０ｄｐｉの密度の各画素に、ブラック（Ｂｋ）インク約４０ｐｌを１滴、処理液２０ｐｌを１滴をそれぞれ重ねて着弾させた。さらに、この印字デューティ等に関して別の条件、すなわち６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの密度の各画素に対して、Ｂｋインク約３０ｐｌ、処理液１５ｐｌを着弾させる条件のプリントも併せて行った。
【００２７】
【表１】
0004235331.tif 000002
【００２８】
【表２】
0004235331.tif 000003
【００２９】
表２内の評価項目の、「もや」、「裏抜け性」、および「エッジシャープネス」に関しては、その結果が良い順にＡ、Ｂ、ＣおよびＤで表わした。そして、Ｂ以上であれば良好と判断し、一方、ＣおよびＤは許容範囲であると判断した。より具体的には、「エッジシャープネス」は、「もや」とフェザリングの状態とを総合して判断した。「ＯＤ」については、マクベス光学濃度測定器を用いて測定した反射濃度値を示した。「定着性」に関しては、印字後の紙表面での液滴による反射、いわゆる「てかり」がなくなるまでの時間を測定したもので、複数枚の普通紙に対して連続的なプリントおよび排紙を行い、排紙した紙の裏面が、その前に排紙された紙のインクによって、汚れを生じないような排紙時間間隔として確認した。具体的には、この時間間隔が１秒以下の時にＡ、１秒より長く３秒以下の時にＢとした。
【００３０】
上記表２の結果から、処理液がＥＢＫを２質量％以上含む場合であって、かつインクが後述する「上乗せ系」である場合において、きわめて好ましい結果が得られることがわかる。
【００３１】
次に、上記の実験例１〜８に関して、処理液とインクとの付与順序を逆転させた実験例９〜１６を行った。その結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
0004235331.tif 000004
【００３３】
上記表３の結果から、記録媒体に対してインクを付与した後に処理液を付与した実験系（実験例９〜１６）は、記録媒体に対して処理液を付与した後にインクを付与した実験系（実験例１〜８）に比較して、高いＯＤが得られることがわかる。さらに、処理液中にＥＢＫを２質量％以上含み、かつインクが「上乗せ」系である場合に、総合的にきわめて好ましい結果が得られることがわかる。
【００３４】
次に、以下の組成の処理液５を調製した。
【００３５】
処理液５
ＰＡＡ                                                    ４質量％
酢酸                                                      ４質量％
アセチレノールＥＨ                                        ２質量％
グリセリン                                                ７質量％
ジエチレングリコール                                      ５質量％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル                  ３質量％
水                                                          残部
上記の処理液５を、下記のように組み合わせて、上記と同様にしてプリント物を形成して、評価した。
【００３６】
0004235331.tif 000005
その結果、いずれのプリント物にも「もや」の発生が見られ、特に実験例１９および実験例２０のプリント物に関しては、許容範囲を超えるものであった。これは、先に説明したように、ＰＡＡが１分子中に複数のカチオン性基を有し、アニオン性基を表面に有する自己分散顔料の該カチオン性基の全てに結合しないことによって、自己分散顔料とＰＡＡの結合物がカチオン性を帯び、その結果として該結合物同士が電気的に反発しあうことにより大きな凝集物を形成し難いためと考えられる。
【００３７】
以上の各実験例の評価結果から、以下のような本実施形態のプリントシステムが得られる。
【００３８】
処理液に不溶化剤として含有されるＥＢＫは、処理液をＢｋインクに対して、先行して付与する場合、および後から付与する場合のいずれでも、Ｂｋインクに含まれる顔料の重量割合（５質量％）に対して１／３程度（１．６質量％）以上の重量割合で含まれている場合に、プリント品位（もや，裏抜け性，エッジのシャープネス）およびＯＤともに良好であることが理解できる。但し、処理液をＢｋインクの付与後に付与する場合の方が、ＯＤ、裏抜け性に関して、より良好である。さらに、多少のＰＡＡの含有されている場合でも（本実施形態では１質量％）、ＥＢＫの量（３質量％）より十分少なければ（約１／３）、良好な結果を得ることができる。
【００３９】
本発明の他の実施形態は、インクの色材として上記実施形態で用いた自己分散型の顔料にさらに染料を用いたものである。
【００４０】
図３〜図５は、本実施形態に関して、ＯＤやプリント品位の評価を行なったものである。詳しくは、処理液は、不溶化剤としてＥＢＫのみを４質量％、アセチレノールＥＨを上述の実施形態と同様２％それぞれ含有したものを用い、一方、インクの色材については、自己分散型の顔料と染料を混合したものを用いた。プリント条件は、処理液をインクの付与後に付与する条件のみとする以外は、上述の実施形態と同様とした。以上の条件において、顔料の色材（顔料＋染料）に対して占める割合（質量％）を変化させて、ＯＤ，裏抜けＯＤ（プリント媒体の裏側からＯＤを測定したもの）、およびエッジのシャープネスについて評価したものが図３〜図５にそれぞれ示される。
【００４１】
これらの図から明らかなように、顔料の割合が色材中の９０％以上あれば、処理液を用いないものに比べＯＤは高くなり、しかも、裏抜け性およびエッジのシャープネスに関しても比較的良好な結果が得られる。
【００４２】
なお、自己分散顔料に対して上述したものでは、定着性向上の目的のために処理液として非イオン性界面活性剤であるアセチレノールを入れて浸透性が高い特性のものと説明したが、他のプリント品位としての「もや」の現象に関しては、処理液の浸透性とは直接的には関係なく発生するもので、非イオン性界面活性剤の添加によって「もや」の現象は視覚的に大きく見える場合がある。
【００４３】
また、前記「ＥＢＫ」はカチオン界面活性剤であり、所定量以上の添加により、十分浸透剤としても機能するため、非イオン性界面活性剤がなくとも、定着性は比較的良好であるが、更に処理液中に非イオン性界面活性剤が含有されることで、より定着性の向上があり、好ましいものとなる。
【００４４】
なお、ＥＢＫは、塩化ベンザルコニウムの５１％水溶液で商品名カチオン「Ｇ５０」で販売されているものを用いた。
【００４５】
なお、上述の各実施形態では、処理液をＢｋインクに対して先行して、または後から付与する例について説明したが、Ｂｋインクの後に処理液を付与した後、さらにＢｋインクを付与する形態であってもよい。また、処理液によって不溶化されるインクとしては、上述のようにＢｋインクに限られることはなく、他の色、例えば、マゼンタ，シアン，イエロー等のインクであってもよいことは勿論である。
【００４６】
【実施例】
上述の実施形態の具体的実施例について、以下に図面を参照して説明する。
【００４７】
図６は本発明の一実施例にて使用することができるフルラインタイプのプリント装置の概略構成を示す概略図である。
【００４８】
このプリント装置１は、プリント媒体としての記録紙の搬送方向（同図中矢印Ａ方向）に沿って所定位置に配置された複数のフルラインタイプのプリントヘッドよりインクまたは処理液を吐出してプリントを行うインクジェットプリント方式を採用するものであり、不図示の制御回路によって制御されて動作する。
【００４９】
ヘッド群１０１ｇの各プリントヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍおよび１０１Ｙのそれぞれは、図中Ａ方向に搬送される記録紙の幅方向（図の紙面に垂直な方向）に約７２００個のインク吐出口を配列し、最大Ａ３サイズの記録紙に対しプリントを行うことができる。
【００５０】
記録紙１０３は、搬送用モータにより駆動される一対のレジストローラ１１４の回転によってＡ方向に搬送され、一対のガイド板１１５により案内されてその先端のレジ合わせが行われた後、搬送ベルト１１１によって搬送される。エンドレスベルトである搬送ベルト１１１は２個のローラ１１２，１１３により保持されており、その上側部分の上下方向の変位はプラテン１０４によって規制されている。ローラ１１３が回転駆動されることで、記録紙１０３が搬送される。なお、搬送ベルト１１１に対する記録紙１０３の吸着は静電吸着によって行われる。ローラ１１３は不図示のモータ等の駆動源により記録紙１０３を矢印Ａ方向に搬送する方向に回転駆動される。搬送ベルト１１１上を搬送されこの間に記録ヘッド群１０１ｇによって記録が行われた記録紙１０３は、ストッカ１１６上へ排出される。
【００５１】
記録ヘッド群１０１ｇの各プリントヘッドは、熱エネルギーを利用して液中に気泡を生じさせ、この気泡の圧力によって液を吐出するものであり、上記実施形態で説明したブラック（Ｂｋ）のインクを吐出するヘッド１０１Ｂｋおよび処理液を吐出する処理液用ヘッド１０１Ｓを有し、さらにカラーインク用各ヘッド（シアンヘッド１０１Ｃ，マゼンタヘッド１０１Ｍ，イエローヘッド１０１Ｙ）が、記録紙１０３の搬送方向Ａに沿って図示の通りに配置されている。そして、各プリントヘッドにより各色のインクと処理液を吐出することでブラックの文字やカラー画像のプリントが可能になる。
【００５２】
本実施例では、ヘッド１０１Ｂｋから吐出されるブラックのインクについては、表１および表２で説明したインクＡと同様浸透速度の遅いインク（以下、本実施例では「上乗せ系インク」という）を用い、ヘッド１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙからそれぞれ吐出される処理液およびシアン，マゼンタ，イエローの各インクは浸透速度の速いそれぞれ処理液又はインク（以下、本実施例では「高浸透性インク」という）を用いる。
【００５３】
ここで、浸透速度について簡単に説明する。
【００５４】
処理液又はインク（以下、単に「液」ともいう）の浸透性を、例えば１ｍ2 当たりの液量Ｖで表すと、液滴を吐出してからの時間ｔにおける液浸透量Ｖ（単位はミリリットル／ｍ2 ＝μｍ）は、次に示すようなブリストウ式により表されることが知られている。
【００５５】
【数１】
Ｖ＝Ｖｒ＋Ｋａ（ｔ−ｔｗ）1/2
ただしＬｔ＞ｔｗ
液滴が記録紙表面に滴下した直後は、液滴は表面の凹凸部分（記録紙の表面の粗さの部分）において吸収されるのが殆どで、記録紙内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がｔｗ（ウェットタイム）、その間の凹凸部への吸収量がＶｒである。液滴の滴下後の経過時間がｔｗを超えると、超えた時間（ｔ−ｔｗ）の２分の１乗に比例した分だけ浸透量Ｖが増加する。前述したＫａはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。
【００５６】
図７は実験により求めた液中のアセチレノールの含有割合に対する比例係数Ｋａの値を示す図である。
【００５７】
Ｋａ値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定した。本実験では、本願人であるキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録紙として用いた。このＰＢ用紙は、電子写真方式を用いた複写機やＬＢＰと、インクジェット記録方式を用いたプリンタの双方に使用できる記録紙である。
【００５８】
また、キヤノン株式会社の電子写真用紙であるＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【００５９】
図７に示す曲線はアセチレノール含有割合（横軸）の増加にしたがってＫａ値（横軸）が増加する曲線となっており、比例係数Ｋａはアセチレノールの含有割合によって決まる。このため、インクの浸透速度は実質的にアセチレノールの含有割合によって決まることになる。なお、曲線と交わる縦軸に平行な線分は、測定結果のばらつきの範囲を示している。
【００６０】
図８はインクの浸透量と経過時間との関係を示す特性図であり、６４ｇ／ｍ2 、厚さ約８０μｍ、空隙率約的５０％の上記記録紙（ＰＢ用紙）を用いて行った実験結果を示すものである。
【００６１】
図８（ａ）において、横軸は経過時間ｔの２分の１乗（ｍｓｅｃ1/2）であり、図８（ｂ）において、横軸は経過時間ｔ（ｍｓｅｃ）である。また、両図において縦軸は浸透量Ｖ（μｍ）であり、アセチレノール含有割合が０％，０．３５％，１％の場合の曲線をそれぞれ示している。
【００６２】
両図から明らかなように、アセチレノールの含有割合が多いほど、経過時間に対するインクの浸透量が多く、浸透性が高いといえる。図８に示すグラフには、ウェットタイムｔｗはアセチレノールの含有量が多いほど短くなり、また、ｔｗに達しない時間においてもアセチレノールの含有割合が多いほど浸透性が高いという傾向が表われている。
【００６３】
また、アセチレノールが混合されていない（含有割合が０％）液の場合は浸透性が低く、後に規定する上乗せ系インクとしての性質を持つ。また、アセチレノールが１％の含有割合で混合されている場合は短時間で記録紙１０３内部に浸透する性質を持ち、後に規定する高浸透性インクとしての性質を持つ。そして、アセチレノールが０．３５％の含有割合で混合されているインクは、両者の中間の半浸透性インクとしての性質を持つ。
【００６４】
上述した「上乗せ系インク」および「高浸透性インク」と、これらの中間に位置する「半浸透性インク」それぞれの特性を表４に示す。
【００６５】
【表４】
0004235331.tif 000006
【００６６】
上記の表４は、「上乗せ系インク」、「半浸透性インク」、「高浸透性インク」のそれぞれについて、Ｋａ値、アセチレノール含有量（％）、表面張力（ｍＮ／ｍ）を示している。プリント媒体である記録紙に対する各インクの浸透性は、Ｋａ値が大きいものほど高くなる。つまり、表面張力が小さいものほど高くなる。
【００６７】
表４におけるＫａ値は、前述のブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置Ｓ（東洋精機製作所製）を用いて測定したものである。実験には、本出願人であるキヤノン株式会社のＰＢ用紙を記録紙として用いた。また、同キヤノン株式会社のＰＰＣ用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
【００６８】
ここで、界面活性剤をある液体に含有させる場合の条件として、その液体における界面活性剤の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）があることが知られている。この臨界ミセル濃度とは、界面活性剤の溶液の濃度が上昇して行き急激に数十分子が会合してミセルを形成するようになるときの濃度である。上述した液に浸透性調製のため含有されるアセチレノールは界面活性剤の一種であり、このアセチレノールにおいても同様に液体に応じて臨界ミセル濃度が存在する。
【００６９】
アセチレノールの含有割合を調製した場合の表面張力との関係として、ミセルを形成するようになると表面張力が低下しなくなる関係を有しており、このことから、水に対するアセチレノールの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）は約０．７％であることが確認されている。
【００７０】
同図が示す臨界ミセル濃度と前述の表４を対応させると、例えば表４に規定される「高浸透性インク」は、水におけるアセチレノールの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）よりも多い割合でアセチレノールを含有するインクであることがわかる。
【００７１】
本実施例で使用する処理液および各インクの組成は次の通りである。なお、各成分の割合は質量部で示したものであり、トータルで１００部となるようにした。
【００７２】
［処理液］
グリセリン                                              ７部
ジエチレングリコール                                    ５部
アセチレノール  ＥＨ                                    ２部
トリエチレングリコールモノブチルエーテル                ３部
（川研ファインケミカル製）
塩化ベンザルコニウム                                    ４部
水                                                      残部
［イエロー（Ｙ）インク］
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６                          ３部
グリセリン                                              ５部
ジエチレングリコール                                    ５部
アセチレノール  ＥＨ                                    １部
（川研ファインケミカル製）
水                                                      残部
［マゼンタ（Ｍ）インク］
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９                            ３部
グリセリン                                              ５部
ジエチレングリコール                                    ５部
アセチレノール  ＥＨ                                    １部
（川研ファインケミカル製）
水                                                      残部
［シアン（Ｃ）インク］
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９                          ３部
グリセリン                                              ５部
ジエチレングリコール                                    ５部
アセチレノール  ＥＨ                                    １部
（川研ファインケミカル製）
水                                                      残部
［ブラック（Ｂｋ）インク］
顔料分散液                                            ４５部
フードブラック２                                    ０．４部
グリセリン                                              ６部
トリエチレングリコール                                  ５部
アセチレノール  ＥＨ                                ０．２部
（川研ファインケミカル製）
水                                                      残部
上記顔料分散液は次のものである。
【００７３】
［顔料分散液］
水５．３ｇに濃塩酸５ｇを溶かした溶液に、５℃においてアントラニル酸１．５８ｇを加えた。この溶液を、アイスバスで撹拌することにより常に１０℃以下に保ち、５℃の水８．７ｇに亜硝酸ナトリウム１．７８ｇを加えた溶液を加えた。さらに、１５分撹拌した後、表面積が３２０ｍ2 ／ｇでＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック２０ｇを混合した状態のまま加えた。その後、さらに１５分撹拌した。得られたスラリーを東洋濾紙Ｎｏ．２（アドバンティス社製）で濾過し、顔料粒子を充分に水洗し、１１０℃のオープンで乾燥させた後、この顔料に水をたして顔料濃度１０質量％の顔料水溶液を作製した。以上の方法により、下記式で表したように、表面に、フェニル基を介して親水性基が結合したアニオン性に帯電した自己分散型カーボンブラックが分散した顔料分散液３を得た。
【００７４】
【化１】
0004235331.tif 000007
【００７５】
以上の各組成からも明らかなように、アセチレノールの含有量により、ブラックインクは上乗せ系インクに、処理液およびＣ，Ｍ，Ｙの各インクは高浸透性インクにそれぞれ設定されている。
【００７６】
また、ブラックインクについては、前述の実施形態で説明したように、分散剤を用いていない、いわゆる分散剤無し顔料を用いる。このインクでは、アニオン性のカーボンブラック分散体として、少なくとも一種の親水性基がカーボンブラックの表面に直接もしくは他の原子団を介して結合している自己分散型のカーボンブラック分散体が好適に使用される。また、この自己分散型カーボンブラックとしては、イオン性を有するものが好ましく、アニオン性に帯電したものが好適である。
【００７７】
アニオン性に帯電したカーボンブラックの場合、表面に結合されている親水性基が、例えば、−ＣＯＯＭ，−ＳＯ3 Ｍ，−ＰＯ3 ＨＭ，−ＰＯ3 Ｍ2等（ただし、式中のＭは水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表わす。）である場合が挙げられる。本実施例においては、これらの中で、特に、−ＣＯＯＭ，−ＳＯ3 Ｍがカーボンブラック表面に結合してアニオン性に帯電しているものを用いることが好ましい。
【００７８】
また、上記親水性基中の「Ｍ」は、アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、有機アンモニウムとしては、モノないしトリメチルアンモニウム、モノないしトリエチルアンモニウム、モノないしトリ（ヒドロキシメチル）アンモニウムが挙げられる。アニオン性に帯電したカーボンブラックを得る方法としては、カーボンブラック表面に−ＣＯＯＮａを導入する方法として、例えば、カーボンブラックを次亜酸素酸ソーダで酸化処理する方法が挙げられるが、勿論、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００７９】
本実施例においては、親水性基が他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合したものを用いることが好ましい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基または置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合した親水性基の具体例としては、上記に挙げたものの他、例えば、−Ｃ2Ｈ4ＣＯＯＭ，−ＰｈＳＯ3Ｍ，−ＰｈＣＯＯＭ等（ただし、Ｐｈはフェニル基を表わす）が挙げられるが、勿論、本発明はこれらに限定されない。
【００８０】
この分散剤無し顔料としてのカーボンブラックは、それ自体、従来のカーボンブラックに比べ水分散性に優れるため顔料分散樹脂や界面活性剤などを添加しなくてもよく、このため、従来の顔料と比較して、固着性が良い、濡れ性が良い、等の利点を有し、プリントヘッドに用いる場合の信頼性に優れている。
【００８１】
以上示した本実施例によるブラックインクを用いることにより、同極性を帯びたカーボン粒子とブラック染料が混合され、かつ分散している液体が、異極性の高分子を含んだ浸透性の処理液によって形成されたインク受容層に付着しドットが形成される。
【００８２】
本実施例では、各プリントヘッドのインク吐出口は６００ｄｐｉの密度で配列され、また、記録紙の搬送方向において６００ｄｐｉのドット密度でプリントを行う。これにより、本実施例でプリントされる画像等のドット密度はロー方向およびカラム方向のいずれも６００ｄｐｉとなる。また、各ヘッドの吐出周波数は４ｋＨｚであり、従って、記録紙の搬送速度は約１７０ｍｍ／ｓｅｃとなる。さらに、Ｂｋインクのヘッド１０１Ｂｋと処理液のヘッド１０１Ｓとの間の距離Ｄi （図６参照）は、４０ｍｍであり、従って、Ｂｋインクが吐出されてから、処理液が吐出されるまでの時間は約０．２４ｓｅｃとなる。
【００８３】
なお、本実施例で用いる自己分散型顔料は、その８０％が粒径が０．０５μｍ〜０．３μｍの範囲に分布していることが好ましく、さらに好ましくは、０．１μｍ〜０．２５μｍの範囲にあるものである。
【００８４】
図９は本発明の他の実施例にて使用することができるシリアルタイプのプリント装置５の構成を示す概略斜視図である。すなわち、Ｂｋインクをプリント媒体に付与した後、処理液を吐出して反応させるプリント装置は、上述のフルラインタイプのものに限らず、シリアルタイプの装置にも適用できることは明らかである。なお、図６に示した要素と同様の要素には同一の符号を付しその説明の詳細は省略する。
【００８５】
プリント媒体である記録紙１０３は、給紙部１０５から挿入されプリント部１２６を経て排紙される。本実施例では、一般に広く用いられる安価な普通紙を記録紙１０３として用いている。プリント部１２６において、キャリッジ１０７は、プリントヘッド１０１Ｓ，１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍおよび１０１Ｙを搭載し、不図示のモータの駆動力によってガイドレール１０９に沿って往復移動可能に構成されている。プリントヘッド１０１Ｓは、前述の実施形態で説明した処理液を吐出することができるものである。また、ブラックヘッド１０１Ｂｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙはそれぞれブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクをそれぞれ吐出するものであり、ブラックインクに後に処理液が吐出された後この順次で記録紙１０３にインクを吐出するように駆動される。
【００８６】
各ヘッドにはそれぞれ対応するインクタンク１０８Ｂｋ，１０８Ｓ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙから処理液又はインクが供給され、インク吐出時には各ヘッドの吐出口毎に設けられている電気熱変換体（ヒータ）に駆動信号が供給され、これにより、インク又は処理液に熱エネルギを作用させて気泡を発生させ、この発泡時の圧力を利用してインク又は処理液の吐出が行われる。各ヘッドには、それぞれ３６０ｄｐｉの密度で６４個の吐出口が設けられ、これらは、記録紙１０３の搬送方向Ｙとほぼ同方向、つまり、各ヘッドによる走査方向とほぼ垂直方向に配列されている。そして、各吐出口毎の吐出量は上述した各実施例のいずれかのものを実現できるものである。
【００８７】
以上の構成において、各ヘッド間距離は１インチであり、従って、ヘッド１０１Ｂｋと１０１Ｓとの距離は１インチとなり、また、走査方向のプリント密度が７２０ｄｐｉ、各ヘッドの吐出周波数は７．２ｋＨｚであることから、ヘッド１０１ＢｋのＢｋインクが吐出されてから、ヘッド１０１Ｓの処理液が吐出されるまでの時間は０．０５ｓｅｃとなる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、顔料を少なくとも色材として用いたインクと、処理液とを合体することによりプリントを行う場合に、上記顔料の基が有する価数と同一の価数であって顔料の基の極性と逆の極性を有する基を、１分子中に１個有する界面活性剤を上記処理液に用いたことにより、顔料が有する基と十分に処理液の基を結合させることができ、これにより、顔料同士の凝集力を高めることができる。
【００８９】
この結果、インクと処理液が合体したものは、高い浸透性を示すとともに、微小な凝集物の分散状態とならず、大きくかつ均一な凝集状態を形成できる。
【００９０】
この結果、モヤ状のにじみを生じないなど高いプリント性を実現しつつ定着性に優れたプリントを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に関して、インク色材の顔料と処理液における不溶化剤との推定される反応を模式的に説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に関して、上記推定される反応の他の例を模式的に説明する図である。
【図３】本発明の他の実施形態に関して、色材に占める顔料割合に対するＯＤの変化を示す線図である。
【図４】上記他の実施形態に関して、上記顔料割合に対する裏抜けＯＤの変化を示す線図である。
【図５】上記他の実施形態に関して、上記顔料割合に対するエッジのシャープネスの変化を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係るプリンタの概略構成を示す側面図である。
【図７】上記実施例におけるアセチレノール含有割合と浸透性に関するＫａ値との関係を示す線図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、浸透性に係るアセチレノール含有割合をパラメータとして示す、着弾後経過時間と浸透量との関係を示す線図である。
【図９】本発明の他の実施例に係るシリアルプリンタの斜視図である。
【符号の説明】
１０１Ｂｋ，１０１Ｓ，１０１Ｃ，１０１Ｃ１，１０１Ｃ２，１０１Ｍ，１０１Ｍ１，１０１Ｍ２，１０１Ｙ，１０１Ｙ１，１０１Ｙ２  プリントヘッド（吐出部）
１０３，Ｐ  記録紙（プリント媒体）
１０７  キャリッジ
１０８Ｂｋ，１０８Ｓ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ  インクタンク（処理液タンク）
【図１】
0004235331.tif 000008
【図２】
0004235331.tif 000009
【図３】
0004235331.tif 000010
【図４】
0004235331.tif 000011
【図５】
0004235331.tif 000012
【図６】
0004235331.tif 000013
【図７】
0004235331.tif 000014
【図８】
0004235331.tif 000015
【図９】
0004235331.tif 000016