JP2004090596A

JP2004090596A - Image forming method and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004090596A
Application number: JP2002258820A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yanai; 谷内　洋; Akihiro Mori; 毛利　明広
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming method capable of forming a good ink jet recording image without sacrificing universal printing properties possessed by an ink jet recording system and generating bleeding and beading with respect to a non-absorbing surface and capable of largely widening the adaptation range of the formation of an image with respect to the non-absorbing surface, and an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The image forming method and the image forming apparatus have at least a process (a) for hydrophilizing a non-absorbing image recording surface, a process (b) for applying a viscosity increasing component of ink to the hydrophilized image recording surface and a process (c) for discharging the ink to the image recording surface to which the viscosity increasing component is applied, using an ink jet recording apparatus to form an image. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録方式を用いた画像形成方法及び装置に関し、とりわけ、インクジェット記録方式による非吸収性の画像記録面への画像形成を簡易に行なう画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方法は、記録媒体上にインクを直接吐出して、文字や画像等を記録する、低騒音の記録方式である。この方式は、複雑な装置を必要としないため、ランニングコストが低く、装置の小型化やカラー化が容易であること、記録媒体のサイズに自由度があること等の利点を有している。
【０００３】
インクジェット記録方式における一般的な画像形成原理は、水を主成分とし、着色剤及び水溶性有機溶剤等で構成されているインクを吐出し、紙等のインク吸収性のある記録媒体表面にインクを付着させ、吸収させることでインクの流動性を奪い、画像形成がなされる。従って、画像記録面がインク吸収性を持たないＯＨＰシート等に画像形成することは、非常に困難である。即ち、非吸収性の記録面上に吐出され、付着したインクは、上記した場合と異なり流動性が奪われることがないため、瞬時にはじきを生じて隣接するインクドットと集合して、「ビーディング」不良を生じたり、重なり合った色の境界部で滲みが生じて「ブリーディング」不良が生じるため、良好な画像形成が困難である。
【０００４】
そのため、多く用いられるＯＨＰ等については、シート表面にインク受容層が形成された、インクジェット記録専用の記録媒体が市販されている。このように、インクジェット記録方法は、非吸収性の記録面への画像記録に対しては、大きく制限を受けるという欠点がある。従って、インクジェット記録方法が、非吸収性の表面に対応可能となれば、建材や美術装飾、電子部品等、といった広範な産業分野への応用が可能となるため、これを実現し得る技術が待ち望まれている。
【０００５】
これに対し、インクに対する反応液を別途用いることでインクの流動性を低下させて、ビーディング不良や、ブリーディング不良を防止する方法が、種々提案されている。例えば、特許文献１では、反応液に多価金属塩溶液を用いることで、広範囲な記録媒体上への画像記録を可能にする提案がなされている。又、特許文献２では、カラーインクとブラックインクとが反応し、凝集することでブリードの発生を抑制することについての提案がなされている。他にも、特許文献３に、非吸収性の記録媒体に画像を形成する方法が提案されている。
【０００６】
これらの方法について検討した結果、これらの方法で非吸収性の面に画像を形成すると、確かに、ブリーディング（色混じり不良）に関しての効果は見られるものの、ビーディング（インクはじきと集合不良）に関しては、特に親水性が不十分である非吸収性の面に対しては、効果を認めることができなかった。これは、非吸収性の面に対して第１液が供給された時点で瞬間的に起こる、はじき現象に起因すると思われる。即ち、非吸収性の面上の第１液は、第２液の到着を待たずして瞬時にはじきを生じるため、ムラが発生する。そして、この後に第２液と反応してインクの流動性が低下したとしても、良好な画像を得ることはできない。
【０００７】
上記したようなこれまでの提案では、非吸収性の面に対しての第１液は、インクである場合と、反応液である場合がある。インク組成に対しては、界面活性剤を添加する記載があり、非吸収性の面に対する親和性が高められる可能性を示唆しているが、インクジェット記録に使用するインクは、インクジェットヘッドから吐出可能な表面張力を保持するものでなければならないという制限を受けるため、非吸収性の面に対する親和性を高める効力は少ない。第１液が反応液である場合については、特許文献３中に、界面活性剤を浸透剤として添加させる記述がある。しかし、その目的や添加量の記載がなく、効果を実証する記述がないため正確な判断はできないが、本発明者が検討した限りでは、界面活性剤の添加量を大きくしてもなお、適用の範囲は大きく制限を受けるものであった。
【０００８】
これらの方法に対し、特許文献４のように、２液を吐出前に混合する提案や、特許文献１のように、飛翔させる間に混合させる提案がなされているが、前者の場合には、吐出させるインクが高粘度となってしまうという問題があり、後者の場合には、インクの飛翔経路を正確に制御しなければ実現できないといった問題がある。以上述べたように、インクジェット記録方式は、非吸収性の表面に対する自由度といった観点からは、まだまだ改善する余地が残されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２０２３２８号公報
【特許文献２】
特開平６−１０６７３５号公報
【特許文献３】
特開２００１−３０６１６号公報
【特許文献４】
特開平３−２４０５５８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、インクジェット記録方式の持つ印字自在性を犠牲にすることなく、インクジェットにおける非吸収性の面に対する画像形成の適用範囲を大きく広げることのできる、画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。より具体的には、本発明の目的は、非吸収性の画像記録面に対して、ブリーディング及びビーディングを生じさせることなく、インクジェット記録方式で良好な画像を形成することが可能な、画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも、非吸収性の画像記録面を親水化処理する工程（ａ）と、親水化された画像記録面にインクの高粘度化成分を付与する工程（ｂ）と、該高粘度化成分を付与された画像記録面にインクジェット記録装置を用いてインクを吐出して画像を形成する工程（ｃ）とを有することを特徴とする画像形成方法である。
【００１２】
又、本発明の別の形態は、非吸収性の画像記録面を親水化処理する手段と、親水化された画像記録面にインクの高粘度化成分を付与する手段と、該高粘度化成分が付与された画像記録面にインクジェット記録装置を用いてインクを吐出し、画像形成する手段と、上記各手段による処理が、連続して若しくは段階的に行われるようにする制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、好ましい実施の形態を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
図１及び図２に、本発明の画像形成装置の概念を示す模式図を示した。以下、図１を用いて、本発明の画像形成方法を説明する。図１に例示した装置では、先ず、記録媒体の画像記録面１上に、２の塗布装置Ａを用いて、例えば、界面活性剤を塗布して親水化処理する。次に、３の塗布装置Ｂによって、画像記録面１上にインク高粘度化成分を付与する。更に、図１に例示した装置では、４の送風装置Ａ及び加熱ローラー５で付与したインク高粘度化成分を乾燥させ、その後に、インクジェット記録装置６からインク液滴を吐出し、画像記録面上にインクドット７を付着させて画像を形成する。図１に例示した装置では、最後に、８の送風装置Ｂによってインクを乾燥させる。
【００１４】
上記した構成からなる本発明の画像形成方法によれば、非吸収性の面に容易に高品質な画像記録の作成が可能となる。即ち、通常のインクジェット記録方式による場合のインクの定着は、記録媒体への浸透によりなされていたため、記録媒体が非吸収性の表面や、吸収の速度が遅い表面には、ビーディングやブリーディング等の不良が起こり、良好な画像が得られないといった欠点があった。本発明は、これらの課題を解決するものである。以下に、本発明の画像記録方法における各工程について詳細に説明する。
【００１５】
１．非吸収性の画像記録面を親水化処理する工程（ａ）
本発明の画像形成方法において、画像形成の対象とする画像記録面は、非吸収性の表面であり、付与されたインクが浸透しないものや、浸透速度が遅いものである。非吸収性の表面であればいずれのものでもよく、例えば、表面平滑性や臨界表面張力による制限は受けない。本発明にかかる方法を用いれば、例えば、最も水をはじく材質とされているポリ４フッ化エチレン（水の接触角＝１２０°）の表面であっても、清浄ガラス面のように、水の接触角が測定できないような親水面であっても、画像形成が可能である。その他のものとして、例えば、塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリカーボネイト、等のプラスチックからなる画像記録面、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、等のゴムからなる画像記録面、銅、鋼、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、等の金属からなる画像記録面、ガラスやセラミックス等の無機物や、各種塗料による塗装面等、からなる画像記録面に幅広く適用できる。
【００１６】
上記に挙げたような画像記録面１が、高い親水性を保証された表面であれば、図１中に２で示した塗布装置Ａによる親水化処理は、必ずしも必要ではない。しかし、親水性の表面であったとしても、表面汚染等によって面内ばらつきがあれば、画像形成品質の低下を生じる。このため、本発明では、画像記録面を常に同じ状態に整える目的で、親水化処理を行なうことを要する。次に、３で示した塗布装置Ｂで、インク高粘度化成分を付与するが、この際には、画像記録面を構成する材質に応じて塗布条件を、適宜に調整することが好ましい。
【００１７】
親水化処理の手段は、公知のいずれの方法であってもよいが、例えば、画像記録面１に界面活性剤を付与する方法や、画像記録面１に対して非接触の状態で、エネルギー照射を行う方法等が挙げられる。図１に示した例では、界面活性剤を付与する方法を用いており、２で図示した塗布装置Ａは、界面活性剤を付与する装置の例であり、薄層塗布が容易なロールコーターである。その他のものとしては、スプレーコーターやスリットコーターが挙げられる。記録媒体がバッチ処理可能であれば、スピンコートを用いることもできる。又、装置は大掛かりになるが、ディップコート等の、ウエット塗布装置を用いることもできる。
【００１８】
界面活性剤としては、記録媒体及び画像記録面との相性で適宜に選択が可能であるが、中でも、シリコーン系の界面活性剤や、フッ素系の界面活性剤は広い範囲での適用が可能である。これらは、例えば、ポリ４フッ化エチレンやシリコーンゴム等の材料に対して有効な重要な界面活性剤である。
【００１９】
図２は、画像記録面１に対して非接触の状態でエネルギー照射を行う方法を図示したものであって、９は、プラズマ処理装置であり、大気圧下で処理するモデルを示している。この際に使用することのできるエネルギー照射方法としては、装置が大掛かりになるが、減圧下でプラズマ処理する方法もある。その他にも、短波長紫外線として、低圧水銀ランプ（波長２５４ｎｍ、１８５ｎｍ）や、エキシマランプ（波長１７２ｎｍ、２２２ｎｍ）により光照射する方法を挙げることができる。更に、コロナ放電処理も、画像記録面の表面親水化処理には有効であり、比較的短時間で高い効果が得られる。しかし、金属等、導電性を持つ画像記録面には制限を受ける。
【００２０】
２．親水化された画像記録面にインクの高粘度化成分を付与する工程（ｂ）
図１及び図２に、３で示した塗布装置Ｂは、上記で述べた工程（ａ）で親水化された画像記録面に、インク高粘度化成分を付与するための装置であり、薄層塗布が容易なロールコーターを図示したものである。その他のものとしては、スプレーコーターやスリットコーターが挙げられる。画像記録と同様にインクジェット記録装置を用いることも可能である。記録媒体がバッチ処理可能であれば、スピンコートを用いることもできる。又、装置は大掛かりになるが、ディップコート等の、ウエット塗布装置を用いることもできる。尚、工程（ｂ）においては、画像記録面１は、工程（ａ）によって親水化されているため、付与されるインク高粘度化成分は、薄く且つ均一なものとなる。
【００２１】
工程（ｂ）において使用するインク高粘度化成分は、次の工程（ｃ）で使用するインクに応じて適宜に選択して用いることが好ましい。例えば、染料インクに対しては、高分子凝集剤が有効であって、顔料（微粒子を含んだ）インクに対しては、金属イオンが有効である。
【００２２】
高分子凝集剤としては、例えば、陽イオン性高分子凝集剤、陰イオン性高分子凝集剤、非イオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤等が挙げられる。又、金属イオンとしては、例えば、Ｃａ^２＋、Ｃｕ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｚｎ^２＋等の二価金属イオンや、Ｆｅ^３＋、Ａｌ^３＋等の三価金属イオンが挙げられる。これらのイオンを付与する場合、金属塩水溶液として付与することが望ましい。金属塩の陰イオンとしては、例えば、Ｃｌ⁻、ＮＯ_３ ⁻、ＳＯ_４ ^２−、Ｉ⁻、Ｂｒ⁻、ＣｌＯ_３ ⁻、ＲＣＯＯ⁻（Ｒは、アルキル基）等が挙げられる。
【００２３】
又、インク高粘度化成分に、界面活性剤を添加することも有効である。界面活性剤としては、各種の界面活性剤を用いることができるが、多価金属塩や多価金属イオンと反応しないものが好ましい。界面活性剤の具体例としては、水溶性のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤やフッ素系界面活性剤、及びシリコーン系の界面活性剤が挙げられる。
【００２４】
アニオン系界面活性剤の好ましい具体例としては、高級脂肪酸塩、高級アルキルジカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、の各種の塩（Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃａ）、ホルマリン重縮合物、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフテン酸塩等、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルメチルタウリン、アルキルエーテル硫酸塩、第二級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート、アルキルエーテル燐酸エステル塩、アルキル燐酸エステル塩等が挙げられる。
カチオン系界面活性剤の好ましい具体例としては、脂肪族アミン塩、第四級アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスフォニウム塩等が挙げられる。
【００２５】
ノニオン系界面活性剤の好ましい具体例としては、フッ素系、シリコーン系、アクリル酸共重合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルポリオキシエチレン化合物の脂肪酸エステル型、ポリエチレンオキサイド縮合型ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミンオキサイド、等が挙げられる。
【００２６】
両性界面活性剤の好ましい具体例としては、カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、レシチン、等が挙げられる。これらの界面活性剤の添加量は、高粘度化成分に対して、０．０５〜１０質量％程度とすることが好ましく、より好ましくは、０．１〜５質量％程度である。
【００２７】
インク高粘度化成分の付与量としては、金属イオンの総電荷数が、着色インク中の逆極性イオンの総電荷数の２倍以上となるようにすることが望ましいが、上記金属塩の１０質量％水溶液程度の濃度があれば、薄膜で十分に機能する。又、工程（ａ）で界面活性剤を付与した場合、工程（ｂ）で付与したインク高粘度化成分と、それぞれを独立させた２層構造をとらせることは必須ではなく、境界層での多少の混合は、本発明の効果を低下させる要因とはならない。
【００２８】
更に、最終的に形成された画像の堅牢性を向上させるために、水溶性樹脂や水溶性架橋剤を添加することもできる。用いられる材料としてはインク高粘度化成分と共存できるものであれば特に制限はない。水溶性樹脂としては特に、反応性の高い金属塩や金属イオンをインク高粘度化成分として用いる場合にはＰＶＡ、ＰＶＰ等が好適に用いられる。水溶性架橋剤としてはインクで色材分散のために好適に用いられるカルボン酸と反応する、オキサゾリンやカルボジイミドが好適に用いられる。
又、アリジン等はインク高粘度化と画像堅牢性の両方を、比較的両立させる材料である。
【００２９】
３．インクジェット記録装置でインクを吐出して画像を形成する工程（ｃ）
図１及び図２に、６で示したインクジェット記録装置は、インクを吐出して画像記録する装置であり、該装置から吐出されたインク滴は、画像記録面１上に付与される。画像記録面１上にインクが付与されると、該インクは、記録面１上のインク高粘度化成分と接触し、瞬時に凝集若しくは高粘度化し、その流動性を低下させる。工程（ｃ）で、インクを画像記録面１に吐出した場合に、工程（ｂ）で付与したインク高粘度化成分の付与層が薄層であれば、通常、問題なく画像形成が可能である。
【００３０】
しかし、工程（ｂ）で付与したインク高粘度化成分の塗膜が厚い場合や、工程（ｂ）でのインク高粘度化成分付与から、工程（ｃ）の画像形成までの時間が極端に短い場合には、図１に示したように、４で示した送風装置Ａを配置したり、図２に示したように、１０で示した加熱装置Ａを配置する等の方法により、乾燥を促進させた後に、インクを吐出した方が好ましい場合もある。工程（ｃ）で用いるインクジェット記録方式は、特に限定を受けることなく、例えば、バブルジェット（登録商標）方式、ピエゾ方式、コンティニュアス方式、等から選択することが可能である。又、用いるインクジェットヘッドは、ラインヘッドでも、シリアルヘッドでも使用可能である。
【００３１】
工程（ｃ）において使用するインクは特に限定されるものではなく、従来公知の染料や顔料を色材として用いた、インクジェット記録用の水系インクをいずれも用いることができる。中でも、インクが、微粒子分散体を含む水性インクが好ましい。このようなものとして顔料インクが挙げられるが、顔料インクによって得られる画像は、堅牢性がよく好適である。
【００３２】
水系染料インクに用いる染料としては、例えば、Ｃ．Ｉダイレクトブルー６、８、２２、３４、７０、７１、７６、７８、８６、１４２、１９９、Ｃ．Ｉアシッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１０４、１１７、１２０、１６７、２２９、Ｃ．Ｉダイレクトレッド１、４、１７、２８、８３、２２７、Ｃ．Ｉアシッドレッド１、４、８、１３、１４、１５、１８、２１、２６、３５、３７、２４９、２５７、２８９、Ｃ．Ｉダイレクトイエロー１２、２４、２６、８６、９８、１３２、１４２、Ｃ．Ｉアシッドイエロー１、３、４、７、１１、１２、１３、１４、１９、２３、２５、３４、４４、７１、Ｃ．Ｉフードブラック１、２、Ｃ．Ｉアシッドブラック２、７、２４、２６、３１、５２、１１２、１１８等が挙げられる。
【００３３】
水系顔料インクに用いる顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉピグメントブルー１、２、３、１５：３、１６、２２、Ｃ．Ｉピグメントレッド５、７、１２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、１１２、１２２、Ｃ．Ｉピグメントイエロー１、２、３、１３、１６、８３、カーボンブラックＮｏ．２３００、９００、３３、４０、５２、ＭＡ７、８、ＭＣＦ８８（以上、三菱化成製）、ＲＡＶＥＮ１２５５（以上、コロンビア製）、ＲＥＧＡＬ３３０Ｒ、６６０Ｒ、ＭＯＧＵＬ（以上、キャボット製）、Ｃｏｌｏｒ　Ｂｌａｃｋ　ＦＷ１、ＦＷ１８、Ｓ１７０、Ｓ１５０、Ｐｒｉｎｔｅｘ３５（以上、デグッサ製）等が挙げられる。これらの顔料は、形態としての限定を受けることがなく、例えば、自己分散タイプ、樹脂分散タイプ、マイクロカプセルタイプ等の使用が、いずれも可能である。
【００３４】
分散樹脂としては、水溶性であって、重量平均分子量が１，０００〜１５，０００程度のものが好適に使用できる。例えば、スチレン及びその誘導体、ビニルナフタレン及びその誘導体、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル、アクリル酸及びその誘導体、マレイン酸及びその誘導体、イタコン酸及びその誘導体、フマール酸及びその誘導体、等からなるブロック共重合体或いはランダム共重合体、又、これらの塩等が挙げられる。
更に、最終的に形成された画像の堅牢性を向上させるために、水溶性樹脂や水溶性架橋剤を添加することもできる。用いられる材料としてはインク成分と共存できるものであれば特に制限はない。水溶性樹脂としては上記した分散樹脂等を更に添加することが好適に用いられる。水溶性架橋剤としては、反応性の遅いオキサゾリンやカルボジイミドがインク安定性の面で好適に用いられる。
【００３５】
本発明で使用する水系インクには、下記に挙げるような有機溶剤を含有させることができる。インクジェット記録装置における吐出性に合わせて、適宜に含有させることが好ましい。含有させる有機溶剤の量が少ないと、インクジェットノズルにインクが固着してしまう場合がある。逆に多過ぎると、定着性が悪くなる。使用する有機溶剤は、下記に挙げるような、高沸点で、蒸気圧の低い水溶性のものが好ましい。
【００３６】
例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン等を挙げることができ、これらの中から選択して、２種類以上を混合して用いることもできる。又、粘度、表面張力等を調整する成分として、エチルアルコールやイソプロピルアルコール等のアルコール類や、界面活性剤を添加することもできる。
【００３７】
インクを構成する成分の配合比についても限定を受けることがなく、選択したインクジェット記録方式やヘッドの吐出力、ノズル径等から吐出可能な範囲で、適宜に調製することが可能である。一般的には、質量基準で、染料或いは顔料等の色材を０．１〜１０％、有機溶剤を５〜４０％、界面活性剤を０．０１〜５％とし、残りを純水で調整した水系インクを用いることができる。
【００３８】
工程（ｃ）で画像記録面１に形成されたインク画像は、時間の経過とともに、液媒体等の成分が揮発して定着するが、即時に印刷物に堅牢性を必要とする場合は、画像記録された画像記録面を、図１に８で示した送風装置Ｂや、図２に１１で示した加熱装置Ｂ等で加熱することが効果的である。又、画像記録面を、ラミネートするか、樹脂層をコートすると、記録画像に、更なる堅牢性や耐水性を与えることができる。
【００３９】
逆に、インク中に水溶性の高い樹脂をバインダー成分として含有させておき、定着を完全に行わなければ、形成した画像を水洗で簡易に除去することが可能であり、画像記録面をリライタブルに再利用することができる。この結果、フォトフレームに写真を入れ替える感覚で表示画像を書き換えたり、ウェルカムボードを、来客に応じたメッセージに変えて用いることができる。
【００４０】
上記で説明した工程（ａ）〜（ｃ）からなる本発明の画像記録方法は、先に述べたように、非吸収性の画像記録面を対象とするものであるが、吸収性の表面に対しても画像形成は可能である。しかし、工程（ｂ）でインク高粘度化成分を付与するため、特に、薄い紙のようなものは、カールや波うちといった弊害が生じてしまうため、好ましくない。従って、本発明方法を適用した画像形成装置で、吸収性の画像記録面に画像を形成する場合は、工程（ａ）を実施する親水化処理する手段と、工程（ｂ）を実施するインクの高粘度化成分を付与する手段を作動させずに、工程（ａ）及び（ｂ）を省略できるようにすればよい。このためには、本発明にかかる画像形成装置に、画像記録面にインクジェット記録装置を用いて直接インクを付与して、工程（ｃ）の画像形成ができるようにする切替機構を設けることが好ましい。
【００４１】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、文中「部」及び「％」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
【００４２】
＜実施例１＞
（ａ）画像記録面の親水化処理
記録媒体として、厚さ１００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フイルムを用いた。そして、該フイルムの表面に、ロールコーターにて、フッ素系界面活性剤（ネオス社製、商品名：フタージェントＦＴ−４００Ｓ）を塗布した。
【００４３】
（ｂ）インク高粘度化成分の付与
次に、塩化アルミニウム・６水和物の１０％水溶液を、ロールコーターにて塗布した。
【００４４】
（ｃ）インク画像の形成
インクジェット記録装置（ノズル密度１２００ｄｐｉ、吐出量４ｐｌ、駆動周波数８ｋＨｚ）にて、文字画像を形成した。この際に用いたインク組成を下記に示す。

【００４５】
上記で得られた記録画像は、画像記録面上で形成された時点でビーディングは起こらなかった。又、ＰＥＴフィルム上に記録された文字は、高品位で、滲みがなく、シャープなエッジのものであった。この結果、本実施例によれば、表面にインク受容層を有さないＰＥＴフィルムを、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）用のシートとして、問題なく使用することができることがわかった。
【００４６】
＜実施例２＞
（ａ）画像記録面の親水化処理
記録媒体として、厚さ３ｍｍの硬質ガラスを用いた。そして、該ガラスの表面に、フッ素系界面活性剤（セイミケミカル社製、商品名：サーフロンＳ−１４１）を、ロールコーターにて塗布した。
【００４７】
（ｂ）インク高粘度化成分の付与
次に、高分子凝集剤（三井サイテック製、商品名：Ｃ５７７Ｓ）の５％水溶液を、スプレーコーターにて塗布した。
【００４８】
（ｃ）インク画像の形成
インクジェット記録装置（ノズル密度１２００ｄｐｉ、吐出量４ｐｌ、駆動周波数８ｋＨｚ）にて、４色のインクを用いてカラー写真画像を形成した。この際に用いた各インク組成を下記に示す。

【００４９】
上記で得られた記録画像は、画像記録面上で形成された時点でビーディング、ブリードは起こらなかった。又、写真画像は、滲みがなく、ゆがみ及びボケがなく高品位なものであり、得られたガラス板は、装飾品として使用可能なものであった。この結果、本実施例によれば、ガラス板表面に、問題なくカラー画像の形成ができることがわかった。更に、この画像は、中性洗剤で水洗除去することが可能であり、必要に応じて除去して、新たな画像を記録することができた。
【００５０】
＜実施例３＞
（ａ）画像記録面の親水化処理
記録媒体として、所定のパターンに金属Ｃｒブラックマトリクスが形成されたカラーフィルター用ガラス基材を用いた。そして、該ガラス基板表面に、スポンジロールコーターにて、シリコーン系界面活性剤（日本ユニカー社製、商品名：ＳＩＬＷＥＴ　Ｌ７７）を塗布した。
【００５１】
（ｂ）インク高粘度化成分の付与
次に、硝酸アルミニウム・６水和物の１０％水溶液を、スポンジロールコーターにて塗布した。
【００５２】
（ｃ）インク画像の形成
インクジェット記録装置（ノズル密度６００ｄｐｉ、吐出量２０ｐｌ、駆動周波数２ｋＨｚ）にて、３色のインクを用いて、ブラックマトリクス間の所定の場所にカラーフィルターのＲ、Ｇ、Ｂパターンを形成した。この際に用いた各インクの組成を下記に示した。
【００５３】
［ＲＥＤインク］
・顔料：Ｃ．Ｉピグメントレッド１６８　　　　４部
・エチレングリコール　　　　　　　　　　　１０部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　　１５部
・スチレン−マレイン酸樹脂モノエタノールアミン塩
（平均分子量３０，０００、酸価３００）　０．８部
・イオン交換水　　　　　　　　　　　　７０．２部
【００５４】
［ＧＲＥＥＮインク］
・顔料：Ｃ．Ｉピグメントグリーン３６　　　　５部
・エチレングリコール　　　　　　　　　　　１０部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　　１２部
・スチレン−マレイン酸樹脂モノエタノールアミン塩
（平均分子量３０，０００、酸価３００）　　　１部
・イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　７２部
【００５５】
［ＢＬＵＥインク］
・顔料：Ｃ．Ｉピグメントブルー６０　　　　　３部
・エチレングリコール　　　　　　　　　　　　９部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　　１６部
・スチレン−マレイン酸樹脂モノエタノールアミン塩
（平均分子量３０，０００、酸価３００）　０．６部
・イオン交換水　　　　　　　　　　　　７１．４部
【００５６】
上記で記録されたＲ、Ｇ、Ｂパターンは、それぞれがビーディング（この場合、色むら）、及びブリーディング（この場合、混色）は起こらなかった。そして、上記のようにして得たカラーフィルターパターンの上にアクリル系保護膜を形成したカラーフィルターは、良好な表示特性を示した。この結果、本実施例によれば、カラーフィルター用ガラス基材表面に、問題なくＲ、Ｇ、Ｂパターンの形成ができることがわかった。
【００５７】
＜実施例４＞
（ａ）画像記録面の親水化処理
記録媒体として、厚さ５ｍｍの白色シリコーンゴムを用いた。そして、その表面上に、大気圧プラズマ処理装置（キーエンス社製、商品名：ＳＴ−７０００）にて親水化処理して、濡れ性の改善を行った。
【００５８】
（ｂ）インク高粘度化成分の付与
次に、その上に、塩化カルシウム・２水和物の１０％水溶液に、フッ素系界面活性剤（セイミケミカル社製、商品名：サーフロンＳ−１４１）を１％添加した処理液を、ロールコーターにて塗布した。
【００５９】
（ｃ）インク画像の形成
インクジェット記録装置（ノズル密度１２００ｄｐｉ、吐出量４ｐｌ、駆動周波数８ｋＨｚ）を用い、４色のインクを用いて、白色シリコーンゴム上にカラー画像を形成した。この際に用いた各インクの組成を下記に示した。
・下記の顔料　　　　　　　　　　　　　　　５部
ブラック：三菱化学製カーボンブラック、ＭＣＦ８８
シアン：ピグメントブルー１５
マゼンタ：ピグメントレッド７
イエロー：ピグメントイエロー７４
・グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　１０部
・ジエチレングリコール　　　　　　　　　　　５部
・界面活性剤（川研ファインケミカル製、商品名：
アセチレノールＥＨ）　　　　　　　　　　　１部
・イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　７９部
【００６０】
上記で記録された記録画像は、白色シリコーンゴム上で形成された時点でビーディングは起こらなかった。この結果、本実施例によれば、シリコーンゴム表面に、問題なくカラー画像の形成ができることがわかった。更に、得られた画像形成済みシリコーンゴムを１５０℃で１５分間加熱した。このシリコーンゴムは、滑り止めマットとして使用することができた。
【００６１】
＜比較例１＞
実施例１に対し、画像記録面に界面活性剤を付与せずに、それ以外は実施例１と同様にして画像記録を行ったところ、ＰＥＴ上でのインク文字はゆがみ、小さい文字や細かい漢字等はつぶれて、読み取ることができなくなってしまった。
【００６２】
＜比較例２＞
実施例２に対し、高分子凝集剤を付与せずに、それ以外は実施例２と同様にして画像記録を行ったところ、インクは流れて、画像にならなかった。
【００６３】
＜比較例３＞
実施例３に対し、カラーフィルター用ガラス基板に直接画像記録を行ったところ、インクは隣のラインのインクと混色し、製品にならなかった。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インク吸収性を持たない各種の非吸収性の画像記録面に対し、ビーディング、ブリーディングといった不良を発生させることなく、良好な画像を容易に形成することが可能な画像形成方法及び画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を説明するための模式図である。
【図２】本発明の画像形成装置の別の一例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１：画像記録面
２：塗布装置Ａ
３：塗布装置Ｂ
４：送風装置Ａ
５：加熱ローラー
６：インクジェット記録装置
７：インクドット
８：送風装置Ｂ
９：プラズマ処理装置
１０：加熱装置Ａ
１１：加熱装置Ｂ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method and apparatus using an ink jet recording method, and more particularly, to an image forming method and an image forming apparatus for easily forming an image on a non-absorbable image recording surface by an ink jet recording method.
[0002]
[Prior art]
The ink jet recording method is a low-noise recording method in which characters, images, and the like are recorded by directly discharging ink onto a recording medium. Since this method does not require a complicated device, it has advantages such as low running cost, easy size reduction and colorization of the device, and flexibility in the size of the recording medium.
[0003]
The general principle of image formation in the ink jet recording method is that ink composed of water as a main component, a colorant and a water-soluble organic solvent is ejected, and the ink is applied to the surface of an ink-absorbing recording medium such as paper. By attaching and absorbing the ink, the fluidity of the ink is deprived, and an image is formed. Therefore, it is very difficult to form an image on an OHP sheet or the like whose image recording surface does not have ink absorbency. That is, the ink ejected and adhered to the non-absorbing recording surface does not lose its fluidity unlike the above-described case. It is difficult to form a good image because a "bleeding" defect occurs or a bleeding occurs at a boundary between overlapping colors to cause a "bleeding" defect.
[0004]
For this reason, with respect to OHP and the like that are frequently used, a recording medium dedicated to inkjet recording in which an ink receiving layer is formed on a sheet surface is commercially available. As described above, the ink jet recording method has a disadvantage that image recording on a non-absorbable recording surface is greatly restricted. Therefore, if the inkjet recording method can deal with a non-absorbable surface, it can be applied to a wide range of industrial fields such as building materials, art decorations, electronic components, and the like. Have been.
[0005]
On the other hand, various methods have been proposed to prevent the beading failure and the bleeding failure by reducing the fluidity of the ink by separately using a reaction liquid for the ink. For example, Patent Literature 1 proposes that an image can be recorded on a wide range of recording media by using a polyvalent metal salt solution as a reaction solution. Patent Document 2 proposes that color ink and black ink react and agglomerate to suppress bleeding. In addition, Patent Document 3 proposes a method of forming an image on a non-absorbable recording medium.
[0006]
As a result of examining these methods, when an image is formed on a non-absorbing surface by these methods, the effect on bleeding (poor color mixing) is certainly seen, but the effect on beading (ink repelling and collective failure) is observed. Did not show any effect especially on the non-absorbable surface having insufficient hydrophilicity. This is thought to be due to a repelling phenomenon that occurs instantaneously when the first liquid is supplied to the non-absorbing surface. That is, the first liquid on the non-absorbent surface is instantaneously repelled without waiting for the arrival of the second liquid, so that unevenness occurs. Then, even if the fluidity of the ink is reduced by reacting with the second liquid after this, a good image cannot be obtained.
[0007]
In the above proposals as described above, the first liquid for the non-absorbable surface may be an ink or a reaction liquid. There is a description of adding a surfactant to the ink composition, which suggests that the affinity for the non-absorbable surface may be increased, but the ink used for inkjet recording can be ejected from the inkjet head However, there is little effect of increasing the affinity for a non-absorbable surface because of the restriction that the surface must have a high surface tension. In the case where the first liquid is a reaction liquid, Patent Literature 3 describes that a surfactant is added as a penetrant. However, there is no description of the purpose or the amount of addition, and there is no description demonstrating the effect.Therefore, accurate judgment cannot be made, but as far as the present inventors have studied, even if the amount of surfactant added is increased, Was severely restricted.
[0008]
For these methods, proposals have been made to mix two liquids before ejection, as in Patent Document 4, and to mix while flying, as in Patent Document 1, but in the former case, There is a problem that the ink to be ejected has a high viscosity, and in the latter case, there is a problem that it cannot be realized unless the flying path of the ink is accurately controlled. As described above, there is still room for improvement in the ink jet recording system from the viewpoint of the degree of freedom for the non-absorbable surface.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-5-202328
[Patent Document 2]
JP-A-6-106735
[Patent Document 3]
JP 2001-30616 A
[Patent Document 4]
JP-A-3-240558
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming method and an image forming apparatus capable of greatly expanding the application range of image formation on a non-absorbable surface of an ink jet without sacrificing the printability of the ink jet recording system. Is to provide. More specifically, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a good image by an ink jet recording system without causing bleeding and beading on a non-absorbable image recording surface. A method and an image forming apparatus are provided.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention comprises, at least, a step (a) of subjecting a non-absorbable image recording surface to a hydrophilic treatment, and a step (b) of applying an ink viscosity increasing component to the hydrophilic image recording surface. (C) forming an image by ejecting ink using an ink jet recording apparatus onto the image recording surface to which the viscosity increasing component has been applied.
[0012]
Further, another aspect of the present invention is a means for hydrophilizing a non-absorbable image recording surface, a means for imparting a viscosity increasing component of ink to the hydrophilic image recording surface, Using an ink jet recording apparatus to form an image on the image recording surface provided with the image forming means, and a control means for performing processing by each of the above means continuously or stepwise. An image forming apparatus characterized in that:
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
1 and 2 are schematic diagrams illustrating the concept of the image forming apparatus of the present invention. Hereinafter, the image forming method of the present invention will be described with reference to FIG. In the apparatus illustrated in FIG. 1, first, for example, a surfactant is applied to the image recording surface 1 of the recording medium using a coating apparatus A to perform a hydrophilic treatment. Next, an ink viscosity increasing component is applied to the image recording surface 1 by the third coating device B. Further, in the apparatus illustrated in FIG. 1, the ink thickening component applied by the blower A 4 and the heating roller 5 is dried, and thereafter, the ink droplets are ejected from the ink jet recording device 6 so that the ink droplets are discharged on the image recording surface. An image is formed by adhering the ink dots 7 to the. In the apparatus illustrated in FIG. 1, finally, the ink is dried by the eight blowers B.
[0014]
According to the image forming method of the present invention having the above-described configuration, it is possible to easily create a high-quality image record on a non-absorbent surface. That is, since the fixing of the ink in the case of the normal ink jet recording method is performed by penetrating the recording medium, the recording medium has a non-absorbing surface or a surface having a low absorption speed, such as beading or bleeding. There is a defect that a defect occurs and a good image cannot be obtained. The present invention solves these problems. Hereinafter, each step in the image recording method of the present invention will be described in detail.
[0015]
1. Step (a) of hydrophilizing the non-absorbable image recording surface
In the image forming method of the present invention, the image recording surface on which the image is to be formed is a non-absorbing surface, and the applied ink does not penetrate or has a low penetration speed. Any surface may be used as long as it is a non-absorbable surface, and is not limited by, for example, surface smoothness or critical surface tension. By using the method according to the present invention, for example, even if the surface is made of polytetrafluoroethylene (contact angle of water = 120 °) which is the most water-repellent material, the surface of water can be removed like a clean glass surface. An image can be formed even on a hydrophilic surface whose contact angle cannot be measured. Others include, for example, an image recording surface made of plastic such as vinyl chloride, polystyrene, ABS, polyethylene, polypropylene, polyamide, fluororesin, polycarbonate, natural rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, silicone rubber, fluororubber Image recording surface made of rubber such as urethane rubber, etc., image recording surface made of metal such as copper, steel, iron, aluminum, stainless steel, etc., inorganic material such as glass and ceramics, and painted surface with various paints. Widely applicable to image recording surface.
[0016]
If the image recording surface 1 as described above is a surface whose high hydrophilicity is guaranteed, the hydrophilization treatment by the coating device A indicated by 2 in FIG. 1 is not necessarily required. However, even if the surface is hydrophilic, if there is in-plane variation due to surface contamination or the like, the image formation quality will be degraded. For this reason, in the present invention, it is necessary to perform a hydrophilic treatment for the purpose of always keeping the image recording surface in the same state. Next, the ink viscosity increasing component is applied by the coating apparatus B shown in 3; in this case, it is preferable to appropriately adjust the coating conditions according to the material constituting the image recording surface.
[0017]
The means for the hydrophilization treatment may be any known method. For example, a method of applying a surfactant to the image recording surface 1 or energy irradiation in a non-contact state with the image recording surface 1 And the like. In the example shown in FIG. 1, a method of applying a surfactant is used, and a coating apparatus A illustrated by 2 is an example of an apparatus that applies a surfactant, and is a roll coater that can easily apply a thin layer. is there. Others include a spray coater and a slit coater. If the recording medium can be batch-processed, spin coating can be used. In addition, a wet coating device such as a dip coat can be used, although the device becomes large-scale.
[0018]
The surfactant can be appropriately selected depending on the compatibility with the recording medium and the image recording surface. Among them, a silicone-based surfactant and a fluorine-based surfactant can be applied in a wide range. is there. These are important surfactants effective for materials such as polytetrafluoroethylene and silicone rubber.
[0019]
FIG. 2 illustrates a method of irradiating the image recording surface 1 with energy in a non-contact state. FIG. 2 illustrates a plasma processing apparatus 9 which performs processing under atmospheric pressure. As an energy irradiation method that can be used at this time, although an apparatus becomes large-scale, there is also a method of performing a plasma treatment under reduced pressure. In addition, a method of irradiating light with a low-pressure mercury lamp (wavelength: 254 nm, 185 nm) or an excimer lamp (wavelength: 172 nm, 222 nm) as short-wavelength ultraviolet light can be used. Further, the corona discharge treatment is also effective for the surface hydrophilic treatment of the image recording surface, and a high effect can be obtained in a relatively short time. However, there are limitations on conductive image recording surfaces such as metals.
[0020]
2. Step (b) of applying a viscosity increasing component of the ink to the hydrophilic image recording surface
In FIGS. 1 and 2, the coating apparatus B indicated by 3 is an apparatus for applying an ink viscosity increasing component to the image recording surface that has been hydrophilized in the above-described step (a). 1 illustrates a roll coater that is easy to apply. Others include a spray coater and a slit coater. It is also possible to use an ink jet recording apparatus as in the case of image recording. If the recording medium can be batch-processed, spin coating can be used. In addition, a wet coating device such as a dip coat can be used, although the device becomes large-scale. In the step (b), since the image recording surface 1 is hydrophilized in the step (a), the applied ink viscosity increasing component is thin and uniform.
[0021]
It is preferable that the ink thickening component used in the step (b) is appropriately selected and used according to the ink used in the next step (c). For example, a polymer flocculant is effective for a dye ink, and a metal ion is effective for a pigment (including fine particles) ink.
[0022]
Examples of the polymer flocculant include a cationic polymer flocculant, an anionic polymer flocculant, a nonionic polymer flocculant, and an amphoteric polymer flocculant. As the metal ion, for example, Ca²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺And divalent metal ions such as Fe³⁺, Al³⁺And other trivalent metal ions. When providing these ions, it is desirable to provide as an aqueous metal salt solution. As the anion of the metal salt, for example, Cl.⁻, NO₃ ⁻, SO₄ ^2-, I⁻, Br⁻, ClO₃ ⁻, RCOO⁻(R is an alkyl group) and the like.
[0023]
It is also effective to add a surfactant to the ink viscosity increasing component. Although various surfactants can be used as the surfactant, those which do not react with a polyvalent metal salt or a polyvalent metal ion are preferable. Specific examples of the surfactant include a water-soluble anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant and a fluorine-based surfactant, and a silicone-based surfactant. Can be
[0024]
Preferred specific examples of the anionic surfactant include higher fatty acid salts, higher alkyl dicarboxylates, higher alcohol sulfates, higher alkyl sulfonates, alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, naphthalene sulfonates, Various salts (Na, K, Li, Ca), formalin polycondensates, condensates of higher fatty acids and amino acids, dialkylsulfosuccinates, alkylsulfosuccinates, naphthenates, etc., alkyl ether carboxylate, acyl Peptide, α-olefin sulfonate, N-acylmethyltaurine, alkyl ether sulfate, secondary higher alcohol ethoxy sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate, monoglyculfate, alkyl ether phosphate, Alkyl phosphate ester salts.
Preferred specific examples of the cationic surfactant include an aliphatic amine salt, a quaternary ammonium salt, a sulfonium salt, and a phosphonium salt.
[0025]
Preferred specific examples of the nonionic surfactant include fluorine-based, silicone-based, acrylic acid copolymer, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene secondary alcohol ether, and polyoxyethylene sterol ether. , Polyoxyethylene lanolin derivative, alkylphenol formalin condensate ethylene oxide derivative, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether polyoxyethylene compound fatty acid ester type, polyethylene oxide condensed polyethylene glycol fatty acid ester , Fatty acid monoglyceride, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester Ether, sucrose fatty acid esters, fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid amides, polyoxyethylene alkyl amine oxides, and the like.
[0026]
Preferred specific examples of the amphoteric surfactant include carboxybetaine type, aminocarboxylate, lecithin and the like. The addition amount of these surfactants is preferably about 0.05 to 10% by mass, more preferably about 0.1 to 5% by mass, based on the viscosity-increasing component.
[0027]
The amount of the ink viscosity increasing component is preferably such that the total number of charges of the metal ions is at least twice the total number of charges of the opposite polarity ions in the colored ink. If the concentration is about the same as that of an aqueous solution of%, a thin film works well. Further, when the surfactant is applied in the step (a), it is not essential to form a two-layer structure in which the viscosity increasing component of the ink applied in the step (b) is independent from each other. Some mixing does not reduce the effect of the present invention.
[0028]
Furthermore, a water-soluble resin or a water-soluble cross-linking agent can be added to improve the fastness of the finally formed image. The material used is not particularly limited as long as it can coexist with the ink viscosity increasing component. In particular, when a highly reactive metal salt or metal ion is used as the ink viscosity increasing component, PVA, PVP, or the like is preferably used as the water-soluble resin. As the water-soluble crosslinking agent, oxazoline or carbodiimide which reacts with a carboxylic acid suitably used for dispersing a coloring material in an ink is preferably used.
Also, allidine and the like are materials that relatively achieve both high viscosity ink and image fastness.
[0029]
3. Step (c) of forming an image by discharging ink with an ink jet recording apparatus
1 and 2, the ink jet recording apparatus indicated by 6 is an apparatus for recording an image by discharging ink, and ink droplets discharged from the apparatus are applied onto the image recording surface 1. When the ink is applied on the image recording surface 1, the ink comes into contact with the ink thickening component on the recording surface 1, instantaneously agglomerates or increases the viscosity, and lowers its fluidity. In the case where the ink is ejected onto the image recording surface 1 in the step (c), if the layer for imparting the viscosity increasing component of the ink applied in the step (b) is a thin layer, image formation can be normally performed without any problem. .
[0030]
However, the time from when the ink viscosity increasing component applied in the step (b) is thick or when the ink viscosity increasing component is applied in the step (b) to the image formation in the step (c) is extremely short. In this case, drying is promoted by a method such as disposing a blower A indicated by 4 as shown in FIG. 1 or disposing a heating device A indicated by 10 as shown in FIG. 2. In some cases, it is preferable to discharge the ink after the discharge. The inkjet recording method used in the step (c) is not particularly limited, and can be selected from, for example, a bubble jet (registered trademark) method, a piezo method, a continuous method, and the like. Further, the inkjet head to be used can be a line head or a serial head.
[0031]
The ink used in the step (c) is not particularly limited, and any water-based ink for inkjet recording using a conventionally known dye or pigment as a coloring material can be used. Among them, an aqueous ink containing a fine particle dispersion is preferable. Examples of such a material include a pigment ink, and an image obtained with the pigment ink has good robustness and is suitable.
[0032]
Examples of the dye used in the water-based dye ink include C.I. I Direct Blue 6, 8, 22, 34, 70, 71, 76, 78, 86, 142, 199, C.I. Acid Blue 9, 22, 40, 59, 93, 102, 104, 117, 120, 167, 229, C.I. I Direct Red 1, 4, 17, 28, 83, 227, C.I. Acid Red 1, 4, 8, 13, 14, 15, 18, 21, 26, 35, 37, 249, 257, 289, C.I. I Direct Yellow 12, 24, 26, 86, 98, 132, 142, C.I.

Acid Yellow

1, 3, 4, 7, 11, 12, 13, 14, 19, 23, 25, 34, 44, 71, C.I. I Food Black 1, 2, C.I. I Acid Black 2, 7, 24, 26, 31, 52, 112, 118 and the like.
[0033]
Examples of the pigment used in the water-based pigment ink include C.I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15: 3, 16, 22, C.I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 112, 122, C.I. I Pigment Yellow 1, 2, 3, 13, 16, 83, carbon black No. 2300, 900, 33, 40, 52, MA7, 8, MCF88 (Mitsubishi Kasei), RAVEN1255 (Mt. Columbia), REGAL330R, 660R, MOGUL (Mt. Cabot), Color Black FW1, FW18, S170 , S150, Printex 35 (all manufactured by Degussa) and the like. These pigments are not limited in form, and for example, any of self-dispersion type, resin dispersion type, microcapsule type and the like can be used.
[0034]
As the dispersing resin, those which are water-soluble and have a weight average molecular weight of about 1,000 to 15,000 can be suitably used. For example, styrene and its derivatives, vinylnaphthalene and its derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids, acrylic acid and its derivatives, maleic acid and its derivatives, itaconic acid and its derivatives, fumaric acid and Examples thereof include block copolymers or random copolymers composed of derivatives thereof and the like, and salts thereof.
Furthermore, a water-soluble resin or a water-soluble cross-linking agent can be added to improve the fastness of the finally formed image. The material used is not particularly limited as long as it can coexist with the ink component. As the water-soluble resin, it is preferable to further add the above-mentioned dispersion resin or the like. As the water-soluble crosslinking agent, oxazoline or carbodiimide having a low reactivity is preferably used in terms of ink stability.
[0035]
The aqueous ink used in the present invention can contain the following organic solvents. It is preferable to appropriately contain the compound in accordance with the ejection property of the ink jet recording apparatus. If the amount of the organic solvent to be contained is small, the ink may adhere to the inkjet nozzle. Conversely, if the amount is too large, the fixability will be poor. The organic solvent used is preferably a water-soluble organic solvent having a high boiling point and a low vapor pressure as described below.
[0036]
For example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, glycerin and the like can be mentioned. Two or more types can be mixed and used by selecting from among them. In addition, alcohols such as ethyl alcohol and isopropyl alcohol and surfactants can be added as components for adjusting viscosity, surface tension, and the like.
[0037]
The mixing ratio of the components constituting the ink is not limited, and it can be appropriately adjusted within the range in which the ink can be ejected based on the selected inkjet recording method, the ejection force of the head, the nozzle diameter, and the like. Generally, on a mass basis, 0.1 to 10% of a coloring material such as a dye or a pigment, 5 to 40% of an organic solvent, 0.01 to 5% of a surfactant, and the rest are adjusted with pure water. Water-based ink can be used.
[0038]
In the ink image formed on the image recording surface 1 in the step (c), the components such as the liquid medium are volatilized and fixed with the lapse of time. It is effective to heat the formed image recording surface with a blowing device B shown at 8 in FIG. 1 or a heating device B shown at 11 in FIG. Further, when the image recording surface is laminated or coated with a resin layer, the recorded image can be given more robustness and water resistance.
[0039]
Conversely, if a highly water-soluble resin is contained as a binder component in the ink and the fixing is not completely performed, the formed image can be easily removed by washing with water, and the image recording surface can be made rewritable. Can be reused. As a result, the displayed image can be rewritten as if a photo is replaced with a photo frame, or the welcome board can be changed to a message corresponding to a visitor and used.
[0040]
The image recording method of the present invention comprising the steps (a) to (c) described above is directed to a non-absorbable image recording surface as described above. On the other hand, image formation is possible. However, since the ink viscosity increasing component is added in the step (b), especially a thin paper is not preferable because it causes adverse effects such as curling and waving. Therefore, when an image is formed on an absorptive image recording surface with an image forming apparatus to which the method of the present invention is applied, a means for performing a hydrophilic treatment for performing the step (a) and a method for forming an ink for performing the step (b) are used. Steps (a) and (b) may be omitted without activating the means for applying the viscosity increasing component. For this purpose, it is preferable to provide the image forming apparatus according to the present invention with a switching mechanism for directly applying ink to the image recording surface using an ink jet recording apparatus so that the image can be formed in the step (c). .
[0041]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
[0042]
<Example 1>
(A) Hydrophilic treatment of image recording surface
As a recording medium, a PET (polyethylene terephthalate) film having a thickness of 100 μm was used. Then, a fluorine-based surfactant (manufactured by Neos, trade name: Fugentant FT-400S) was applied to the surface of the film by a roll coater.
[0043]
(B) Addition of ink viscosity increasing component
Next, a 10% aqueous solution of aluminum chloride hexahydrate was applied by a roll coater.
[0044]
(C) Formation of ink image
A character image was formed with an ink jet recording apparatus (nozzle density 1200 dpi, discharge amount 4 pl, drive frequency 8 kHz). The ink composition used at this time is shown below.

[0045]
No beading occurred when the recorded image obtained above was formed on the image recording surface. The characters recorded on the PET film had high quality, had no bleeding, and had sharp edges. As a result, according to the present example, it was found that a PET film having no ink receiving layer on the surface can be used without problems as a sheet for an OHP (overhead projector).
[0046]
<Example 2>
(A) Hydrophilic treatment of image recording surface
Hard glass having a thickness of 3 mm was used as a recording medium. Then, a fluorine-based surfactant (manufactured by Seimi Chemical Co., trade name: Surflon S-141) was applied to the surface of the glass by a roll coater.
[0047]
(B) Addition of ink viscosity increasing component
Next, a 5% aqueous solution of a polymer flocculant (trade name: C577S, manufactured by Mitsui Cytec) was applied by a spray coater.
[0048]
(C) Formation of ink image
A color photographic image was formed with an ink jet recording apparatus (nozzle density 1200 dpi, discharge amount 4 pl, drive frequency 8 kHz) using four color inks. The ink compositions used at this time are shown below.

[0049]
In the recorded image obtained above, no beading or bleeding occurred when the image was formed on the image recording surface. The photographic image was of high quality without bleeding and without distortion and blur, and the obtained glass plate was usable as a decorative product. As a result, according to this example, it was found that a color image could be formed on the glass plate surface without any problem. Further, this image could be washed away with a neutral detergent and removed if necessary, and a new image could be recorded.
[0050]
<Example 3>
(A) Hydrophilic treatment of image recording surface
As a recording medium, a glass substrate for a color filter having a metal Cr black matrix formed in a predetermined pattern was used. Then, a silicone surfactant (trade name: SILWET @ L77, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) was applied to the surface of the glass substrate with a sponge roll coater.
[0051]
(B) Addition of ink viscosity increasing component
Next, a 10% aqueous solution of aluminum nitrate hexahydrate was applied using a sponge roll coater.
[0052]
(C) Formation of ink image
Using an ink jet recording apparatus (nozzle density: 600 dpi, ejection amount: 20 pl, drive frequency: 2 kHz), R, G, and B patterns of color filters were formed at predetermined locations between black matrices using three color inks. The composition of each ink used at this time is shown below.
[0053]
[RED ink]
-Pigment: C.I. I Pigment Red 168 4 parts
・ Ethylene glycol 10 parts
・ Diethylene glycol 15 parts
・ Styrene-maleic acid resin monoethanolamine salt
(Average molecular weight 30,000, acid value 300) 0.8 parts
・ Ion exchange water 70.2 parts
[0054]
[GREEN ink]
-Pigment: C.I. I Pigment Green 36 5 parts
・ Ethylene glycol 10 parts
・ Diethylene glycol 12 parts
・ Styrene-maleic acid resin monoethanolamine salt
(Average molecular weight 30,000, acid value 300) 1 part
・ Ion exchange water: 72 parts
[0055]
[BLUE ink]
-Pigment: C.I. I Pigment Blue 60 $ 3
・ Ethylene glycol 9 parts
・ Diethylene glycol 16 parts
・ Styrene-maleic acid resin monoethanolamine salt
(Average molecular weight 30,000, acid value 300) 0.6 part
・ Ion exchange water: 71.4 parts
[0056]
The R, G, and B patterns recorded above did not cause beading (in this case, uneven color) and bleeding (in this case, mixed color). The color filter in which the acrylic protective film was formed on the color filter pattern obtained as described above exhibited good display characteristics. As a result, according to this example, it was found that the R, G, and B patterns could be formed on the surface of the glass substrate for a color filter without any problem.
[0057]
<Example 4>
(A) Hydrophilic treatment of image recording surface
A white silicone rubber having a thickness of 5 mm was used as a recording medium. Then, the surface thereof was subjected to a hydrophilic treatment with an atmospheric pressure plasma treatment apparatus (trade name: ST-7000, manufactured by Keyence Corporation) to improve wettability.
[0058]
(B) Addition of ink viscosity increasing component
Next, a treatment solution obtained by adding 1% of a fluorine-based surfactant (trade name: Surflon S-141, manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.) to a 10% aqueous solution of calcium chloride dihydrate was added to the roll coater. Was applied.
[0059]
(C) Formation of ink image
Using an ink jet recording apparatus (nozzle density 1200 dpi, discharge amount 4 pl, drive frequency 8 kHz), a color image was formed on white silicone rubber using four color inks. The composition of each ink used at this time is shown below.
・ 5 parts of the following pigment
Black: Mitsubishi Chemical carbon black, MCF88
Cyan: Pigment Blue 15
Magenta: Pigment Red 7
Yellow: Pigment Yellow 74
・ Glycerin 10 parts
・ Diethylene glycol 5 parts
・ Surfactant (manufactured by Kawaken Fine Chemicals, trade name:
Acetylenol EH) 1 part
・ Ion exchange water: 79 parts
[0060]
In the recorded image recorded above, no beading occurred when formed on the white silicone rubber. As a result, according to this example, it was found that a color image could be formed on the silicone rubber surface without any problem. Further, the obtained image-formed silicone rubber was heated at 150 ° C. for 15 minutes. This silicone rubber could be used as a non-slip mat.
[0061]
<Comparative Example 1>
Image recording was performed in the same manner as in Example 1 except that the surfactant was not applied to the image recording surface in Example 1 except that the ink characters on PET were distorted, and small characters and fine kanji characters were printed. Etc. were crushed and could not be read.
[0062]
<Comparative Example 2>
When image recording was performed on Example 2 in the same manner as in Example 2 except that the polymer flocculant was not added, the ink flowed and no image was formed.
[0063]
<Comparative Example 3>
In contrast to Example 3, when an image was directly recorded on the glass substrate for the color filter, the ink was mixed with the ink on the adjacent line and did not become a product.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a good image can be easily formed on various non-absorbing image recording surfaces having no ink absorbing property without causing defects such as beading and bleeding. An image forming method and an image forming apparatus are provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining another example of the image forming apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Image recording surface
2: Coating device A
3: Coating device B
4: Blower A
5: Heating roller
6: inkjet recording device
7: Ink dots
8: Blower B
9: Plasma processing equipment
10: Heating device A
11: Heating device B

Claims

At least, a step of hydrophilizing the non-absorbable image recording surface, a step of applying a viscosity increasing component of the ink to the hydrophilic image recording surface, and a step of imparting the viscosity increasing component to the image recording surface. Forming an image by ejecting ink using an ink jet recording apparatus.

The image forming method according to claim 1, wherein the hydrophilizing treatment in the step of hydrophilizing the non-absorbable image recording surface is the addition of a surfactant.

The image forming method according to claim 2, wherein the surfactant includes a fluorine-based or silicone-based surfactant.

The image forming method according to claim 1, wherein the hydrophilizing treatment in the step of hydrophilizing the non-absorbable image recording surface is energy irradiation.

The image forming method according to claim 4, wherein the energy irradiation is plasma irradiation under atmospheric pressure or reduced pressure.

The image forming method according to claim 4, wherein the energy irradiation is irradiation with short-wavelength ultraviolet light.

The image forming method according to claim 4, wherein the energy irradiation is a corona discharge treatment.

The image forming method according to claim 1, wherein the viscosity increasing component of the ink is an aqueous solution containing metal ions.

The image forming method according to any one of claims 1 to 8, wherein the viscosity increasing component of the ink further includes a surfactant.

The image forming method according to claim 1, wherein the ink is an aqueous ink containing a fine particle dispersion.

Means for hydrophilizing the non-absorbable image recording surface, means for applying a viscosity increasing component of the ink to the hydrophilic image recording surface, and inkjet recording on the image recording surface to which the viscosity increasing component has been applied. An image forming apparatus comprising: means for ejecting ink using an apparatus to form an image; and control means for causing the processing by each of the above means to be performed continuously or stepwise.

The image forming apparatus according to claim 11, further comprising a unit for drying a viscosity increasing component of the ink.

Further, an ink jet recording apparatus is used for the image recording surface without operating the means for hydrophilizing the non-absorbable image recording surface and the means for applying the ink thickening component to the hydrophilic image recording surface. The image forming apparatus according to claim 11, further comprising a switching mechanism for directly applying ink to form an image.