JP2003327884A

JP2003327884A - 画像形成方法、最終印刷物及び記録装置

Info

Publication number: JP2003327884A
Application number: JP2002140105A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Takabayashi; 敏行高林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】人体に安全なインクを使用して、あらゆる記
録材料に対し、文字品質に優れ、色混じりの発生がな
く、高精細な画像を安定して記録することができるイン
クジェット記録方法による画像形成方法、最終印刷物及
び記録装置を提供することにある。【解決手段】選択的にインク滴を吐出制御可能なノズ
ルを少なくとも１つ有する記録ヘッドで、活性光線によ
り硬化するインクを記録材料上に吐出する画像形成方法
であって、光酸発生剤を含有し、かつ、オキセタン化合
物のみを光重合性化合物として含有するインクを用いる
ことを特徴とする画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安全性の高いイン
クを用いて、あらゆる記録材料に、高精細な画像を安定
に再現できるインクジェット記録方法による画像形成方
法、最終印刷物及び記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット記録方式は簡便・
安価に画像を作成出来るため、写真、各種印刷、マーキ
ング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷
分野に応用されてきている。特に微細なドットを出射、
制御する記録装置、色再現域、耐久性、出射適性等を改
善したインク及びインクの吸収性、色材の発色性、表面
光沢などを飛躍的に向上させた専用紙を用い、銀塩写真
に匹敵する画質を得ることも可能となっている。今日の
インクジェット記録方式の画質向上は記録装置、イン
ク、専用紙の全てが揃って初めて達成されている。

【０００３】しかしながら専用紙が必要なインクジェッ
トシステムは記録媒体が制限されたり、記録媒体のコス
トアップが問題となる。そこで専用紙と異なる被転写媒
体へインクジェット方式により記録する試みが多数なさ
れている。具体的には、室温で固形のワックスインクを
用いる相変化インクジェット方式、速乾性の有機溶剤を
主体としたインクを用いるソルベント系インクジェット
方式や、記録後ＵＶ光により架橋させるＵＶインクジェ
ット方式などである。中でもＵＶインクジェット方式は
ソルベント系インクジェット方式に比べ比較的低臭気で
あり、速乾性、インク吸収性の無い記録媒体への記録が
出来る点で、近年注目されつつある。特公平５−５４６
６７号、特開平６−２００２０４号、特表２０００−５
０４７７８号において、紫外線硬化型インクジェットイ
ンクが開示されている。

【０００４】しかしながら、これらのインクを用いたと
しても、記録材料の種類や作業環境によって着弾後のド
ット径が大きく変化してしまい、全ての記録材料に対し
て高精細な画像を形成することは不可能である。

【０００５】又、従来の紫外線硬化型インクジェット方
式に用いられるインクは皮膚刺激性、感作性、染色体異
常などの安全性の面で問題が有り、特に、食品包装をは
じめとする軟包装印刷やラベル印刷などでは、活性光線
硬化型インクジェット方式が未だ実用化されていないの
が現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
鑑みてなされたものであり、その目的は、安全なインク
を用いてあらゆる記録材料に対し、文字品質に優れ、色
混じりの発生がなく、高精細な画像を非常に安定に記録
することができるインクジェット記録方法による画像形
成方法、印刷物及び記録装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成により達成された。

【０００８】１．選択的にインク滴を吐出制御可能なノ
ズルを少なくとも１つ有する記録ヘッドで、活性光線に
より硬化するインクを記録材料上に吐出する画像形成方
法であって、光酸発生剤を含有し、かつ、オキセタン化
合物のみを光重合性化合物として含有するインクを用い
ることを特徴とする画像形成方法。

【０００９】２．前記インクは少なくとも１種のオキセ
タン環を１個含有するオキセタン化合物と、少なくとも
１種のオキセタン環を複数含有するオキセタン化合物を
光重合性化合物として含有することを特徴とする前記１
に記載の画像形成方法。

【００１０】３．前記インクが少なくとも１種のスルホ
ニウム化合物を光酸発生剤として含有することを特徴と
する前記１又は２に記載の画像形成方法。

【００１１】４．前記インクの少なくとも１色が、白イ
ンクであることを特徴とする前記１〜３の何れか１項に
記載の画像形成方法。

【００１２】５．前記インクが着弾した後、０．００１
〜２．０秒の間に活性光線を照射することを特徴とする
前記１〜４の何れか１項に記載の画像形成方法。

【００１３】６．活性光線を照射して硬化した後の総イ
ンク膜厚が２〜２０μｍであることを特徴とする前記１
〜５の何れか１項に記載の画像形成方法。

【００１４】７．前記記録ヘッドの各ノズルより吐出す
るインク液滴量が、２〜１５ｐｌであることを特徴とす
る前記１〜６の何れか１項に記載の画像形成方法。

【００１５】８．記録材料として非吸収性の材料を用い
て前記１〜７の何れか１項に記載の画像形成方法により
得られたことを特徴とする最終印刷物。

【００１６】９．前記非吸収性の材料の表面エネルギー
が３５〜６０ｄｙｎ／ｃｍであることを特徴とする前記
８に記載の最終印刷物。

【００１７】１０．前記１〜７の何れか１項に記載の画
像形成方法で用いる記録装置において、光源の総消費電
力が１ｋＷｈ未満であることを特徴とする記録装置。

【００１８】１１．前記８又は９に記載の印刷物の作製
に用いる記録装置において、光源の総消費電力が１ｋＷ
ｈ未満であることを特徴とする記録装置。

【００１９】本発明者らは、全ての記録材料に対して高
精細な画像を形成することが困難であり、しかも安全性
の面で問題を有する紫外線硬化型インクジェット用イン
クを使用した活性光線硬化型インクジェットによる画像
記録の改善について鋭意検討した結果、光酸発生剤と共
に、インクの光重合性化合物をオキセタン化合物に限定
して使用することにより、上記の問題を改善し、かつイ
ンク硬化時に起こるインク収縮による記録材料のカール
や皺を著しく低減することができることを新たに見出し
本発明に至ったものである。

【００２０】以下、本発明を詳細に説明する。最初に、
本発明に用いられるインクについて説明する。

【００２１】本発明にて用いるインクジェット記録用の
インクの組成は少なくとも光酸発生剤、光重合性化合物
としてオキセタン化合物のみ、色材、重合性モノマーか
ら構成され、用途によりその他の成分も含有する。

【００２２】従来より光重合性化合物のうち光カチオン
重合性化合物としては、例えば、特開平６−９７１４
号、特開２００１−３１８９２、同２００１−４００６
８、同２００１−５５５０７、同２００１−３１０９３
８、同２００１−３１０９３７、同２００１−２２０５
２６に例示されているエポキシ化合物、ビニルエーテル
化合物、オキセタン化合物がよく知られている。このう
ち、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物は、皮膚刺
激性、感作性、染色体異常などの安全性の面で問題の有
る化合物がほとんどであり、特に、食品包装をはじめと
する軟包装印刷やラベル印刷などでは使用は避けたい。

【００２３】本発明者らは更に、光重合性化合物として
オキセタン化合物のみを用いることで、インクジェット
記録方式で問題となる印字環境（温度、湿度）による吐
出性のバラツキが大幅に改善されることを今回新たに見
出した。

【００２４】従って、吐出量の多い白インクを吐出する
場合には、本発明の構成は特に有効であり、また軟包装
印刷やラベル印刷においては、長尺の記録材料を用いら
れることが多いことから、安定に印字欠陥なく記録でき
る本発明の構成はそれらの分野で特に有効である。

【００２５】このような目的で使用されるオキセタン化
合物はオキセタン環を有する化合物のことであり、特開
２００１−２２０５２６、同２００１−３１０９３７に
紹介されているような公知のあらゆるオキセタン化合物
を使用できる。

【００２６】オキセタン環を５個以上有する化合物を使
用すると、組成物の粘度が高くなるため、取扱いが困難
になったり、又組成物のガラス転移温度が高くなるた
め、得られる硬化物の粘着性が十分でなくなってしま
う。本発明で使用するオキセタン環を有する化合物は、
オキセタン環を１〜４個有する化合物が好ましい。

【００２７】１個のオキセタン環を有する化合物として
は、下記一般式（１）で示される化合物等が挙げられ
る。

【００２８】

【化１】

【００２９】一般式（１）において、Ｒ¹は水素原子、
メチル基、エチル基、プロピル基或いはブチル基等の炭
素数１〜６個のアルキル基、炭素数１〜６個のフルオロ
アルキル基、アリル基、アリール基、フリル基又はチエ
ニル基である。Ｒ²は、メチル基、エチル基、プロピル
基或いはブチル基等の炭素数１〜６個のアルキル基、１
−プロペニル基、２−プロペニル基、２−メチル−１−
プロペニル基、２−メチル−２−プロペニル基、１−ブ
テニル基、２−ブテニル基或いは３−ブテニル基等の炭
素数２〜６個のアルケニル基、フェニル基、ベンジル
基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基或いはフ
ェノキシエチル基等の芳香環を有する基、エチルカルボ
ニル基、プロピルカルボニル基或いはブチルカルボニル
基等の炭素数２〜６個のアルキルカルボニル基、エトキ
シカルボニル基、プロポキシカルボニル基或いはブトキ
シカルボニル基等の炭素数２〜６個のアルコキシカルボ
ニル基、又はエチルカルバモイル基、プロピルカルバモ
イル基、ブチルカルバモイル基或いはペンチルカルバモ
イル基等の炭素数２〜６個のＮ−アルキルカルバモイル
基等である。

【００３０】本発明で使用するオキセタン化合物として
は、１個のオキセタン環を有する化合物を使用すること
が、得られる組成物が粘着性に優れ、低粘度で作業性に
優れるため、特に好ましい。

【００３１】次に、２個のオキセタン環を有する化合物
としては、下記一般式（２）で示される化合物等が挙げ
られる。

【００３２】

【化２】

【００３３】一般式（２）において、Ｒ¹は前記一般式
（１）のＲ¹と同義である。Ｒ₃は、例えば、エチレン
基、プロピレン基或いはブチレン基等の線状或いは分枝
状アルキレン基、ポリ（エチレンオキシ）基或いはポリ
（プロピレンオキシ）基等の線状或いは分枝状ポリ（ア
ルキレンオキシ）基、プロペニレン基、メチルプロペニ
レン基或いはブテニレン基等の線状或いは分枝状不飽和
炭化水素基、カルボニル基、カルボニル基を含むアルキ
レン基、カルボキシル基を含むアルキレン基、又はカル
バモイル基を含むアルキレン基等である。

【００３４】又、Ｒ³は下記一般式（３）、（４）及び
（５）で示される基から選択される多価基でもある。

【００３５】

【化３】

【００３６】一般式（３）において、Ｒ⁴は水素原子、
メチル基、エチル基、プロピル基或いはブチル基等の炭
素数１〜４個のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基或いはブトキシ基等の炭素数１〜４個のア
ルコキシ基、塩素原子或いは臭素原子等のハロゲン原
子、ニトロ基、シアノ基、メルカプト基、低級アルキル
カルボキシル基、カルボキシル基、又はカルバモイル基
である。

【００３７】

【化４】

【００３８】一般式（４）において、Ｒ⁵は酸素原子、
硫黄原子、メチレン基、ＮＨ、ＳＯ、ＳＯ₂、Ｃ（Ｃ
Ｆ₃）₂又はＣ（ＣＨ₃）₂である。

【００３９】

【化５】

【００４０】一般式（５）において、Ｒ⁶はメチル基、
エチル基、プロピル基或いはブチル基等の炭素数１〜４
個のアルキル基、又はアリール基である。ｎは０〜２０
００の整数である。Ｒ⁷はメチル基、エチル基、プロピ
ル基或いはブチル基等の炭素数１〜４個のアルキル基、
又はアリール基である。Ｒ⁷は下記一般式（６）で示さ
れる基から選択される基でもある。

【００４１】

【化６】

【００４２】一般式（６）において、Ｒ⁸は、メチル
基、エチル基、プロピル基及びブチル基等の炭素数１〜
４個のアルキル基、又はアリール基である。ｍは０〜１
００の整数である。

【００４３】２個のオキセタン環を有する化合物の具体
例としては、下記化合物等が挙げられる。

【００４４】

【化７】

【００４５】例示化合物１は、前記一般式（２）におい
て、Ｒ¹がエチル基、Ｒ³がカルボキシル基である化合物
である。又、例示化合物２は、前記一般式（２）におい
て、Ｒ¹がエチル基、Ｒ³が前記一般式（５）でＲ⁶及び
Ｒ⁷がメチル基、ｎが１である化合物である。

【００４６】２個のオキセタン環を有する化合物では、
上記した化合物以外の好ましい例として、下記一般式
（７）で示される化合物がある。一般式（７）におい
て、Ｒ¹は、前記一般式（１）のＲ¹と同義である。

【００４７】

【化８】

【００４８】又、３〜４個のオキセタン環を有する化合
物としては、下記一般式（８）で示される化合物等が挙
げられる。

【００４９】

【化９】

【００５０】一般式（８）において、Ｒ¹は、前記一般
式（１）におけるＲ¹と同義である。Ｒ⁹としては、例え
ば、下記Ａ〜Ｃで示される基等の炭素数１〜１２の分枝
状アルキレン基、下記Ｄで示される基等の分枝状ポリ
（アルキレンオキシ）基又は下記Ｅで示される基等の分
枝状ポリシロキシ基等が挙げられる。ｊは、３又は４で
ある。

【００５１】

【化１０】

【００５２】上記Ａにおいて、Ｒ¹⁰はメチル基、エチル
基又はプロピル基等の低級アルキル基である。又、上記
Ｄにおいて、ｐは１〜１０の整数である。

【００５３】３〜４個のオキセタン環を有する化合物の
一例としては、例示化合物３が挙げられる。

【００５４】

【化１１】

【００５５】更に、上記説明した以外の１〜４個のオキ
セタン環を有する化合物の例としては、下記一般式
（９）で示される化合物が挙げられる。

【００５６】

【化１２】

【００５７】一般式（９）において、Ｒ⁸は一般式
（６）のＲ⁸と同義である。Ｒ¹¹はメチル基、エチル
基、プロピル基又はブチル基等の炭素数１〜４のアルキ
ル基又はトリアルキルシリル基であり、ｒは１〜４であ
る。

【００５８】本発明で使用するオキセタン化合物の好ま
しい具体例としては、以下に示す化合物がある。

【００５９】

【化１３】

【００６０】上記オキセタン環を有する化合物の製造方
法は特に限定されず、従来知られた方法に従えばよく、
例えばパティソン（Ｄ．Ｂ．Ｐａｔｔｉｓｏｎ，Ｊ．Ａ
ｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，３４５５，７９（１９５
７））が開示している、ジオールからのオキセタン環合
成法等がある。又、これら以外にも、分子量１０００〜
５０００程度の高分子量を有する１〜４個のオキセタン
環を有する化合物も挙げられる。これらの例として、例
えば以下の化合物が挙げられる。

【００６１】

【化１４】

【００６２】本発明においては、インク吐出時の環境
（温度、湿度）による吐出性のバラツキを更に軽減する
目的で、少なくとも１種のオキセタン環を１個含有する
オキセタン化合物と、少なくとも１種のオキセタン環を
複数含有するオキセタン化合物を併用することが好まし
い。

【００６３】光酸発生剤としては、例えば、化学増幅型
フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が
用いられる（有機エレクトロニクス材料研究会編、「イ
メージング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３
年）、１８７〜１９２頁参照）。本発明に好適な化合物
の例を以下に挙げる。第１に、ジアゾニウム、アンモニ
ウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなど
の芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ₆Ｆ₅）₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、Ａ
ｓＦ₆ ^-、ＳｂＦ₆ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-塩を挙げることができ
る。

【００６４】最初にオニウム化合物の具体的な例を以下
に示す。対アニオンとしてボレート化合物を持つものが
酸発生能力が高く好ましい。

【００６５】

【化１５】

【００６６】第２に、スルホン酸を発生するスルホン化
物を挙げることができる。具体的な化合物を以下に例示
する。

【００６７】

【化１６】

【００６８】第３に、ハロゲン化水素を光発生するハロ
ゲン化物も用いることができる。以下に具体的な化合物
を例示する。

【００６９】

【化１７】

【００７０】第４に、鉄アレン錯体を挙げることができ
る。

【００７１】

【化１８】

【００７２】本発明におけるインクは、特開平８−２４
８５６１号、同９−０３４１０６号を始めとしてし、既
に公知となっている活性光線の照射で発生した酸により
新たに酸を発生する酸増殖剤を含有することが好まし
い。酸増殖剤を用いることで、更なる吐出安定性向上を
可能とする。

【００７３】本発明に用いられるインクは、上記のう
ち、芳香族オニウム化合物が好ましく、更に好ましくは
少なくとも１種のスルホニウム化合物を光酸発生剤とし
て含有する。この態様によれば、オキセタン化合物の硬
化に有効に作用し、又吐出安定性が向上するという効果
もある。

【００７４】この他、インク組成物を着色する場合は、
色材を添加する。色材としては、重合性化合物の主成分
に溶解又は分散できる色材が使用出来るが、耐候性の点
で顔料が好ましい。顔料としては以下のものが使用出来
るが、これに限られる訳ではない。Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１，３，１
２，１３，１４，１７，８１，８３，８７，９５，１０
９，４２、Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ−１６，３６，
３８、Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−５，２２，３８，４
８：１，４８：２，４８：４，４９：１，５３：１，５
７：１，６３：１，１４４，１４６，１８５，１０１、Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ−１９，２３、Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１５：１，１５：
３，１５：４，１８，６０，２７，２９、Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ−７，３６、Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＷｈｉｔｅ−６，１８，２
１、Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ−７又、本発明において、プラスチックフィルムのような透
明基材の色の隠蔽性を上げる為に、白インクを用いるこ
とが好ましい。特に軟包装印刷、ラベル印刷において
は、白インクは必須であるが、吐出量が多くなるため、
前述した、吐出安定性、記録材料のカール・皺の発生の
問題が顕著となる。

【００７５】顔料の分散には、ボールミル、サンドミ
ル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェ
ルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パー
ルミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用
いることができる。又、顔料の分散を行う際に分散剤を
添加することも可能である。

【００７６】分散剤は高分子分散剤を用いることが好ま
しい。高分子分散剤としてはＡｖｅｃｉａ社のＳｏｌｓ
ｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。又、分散助剤とし
て、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能
である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料１００質
量％に対し、１〜５０質量％添加することが好ましい。

【００７７】分散媒体は溶剤又は重合性化合物で行う
が、本発明に用いる活性光線硬化型インクは、インク着
弾直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好
ましい。溶剤が硬化画像に残ってしまうと、耐溶剤性の
劣化、残留する溶剤のＶＯＣ（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒ
ｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄ）の問題が生じる。よっ
て、分散媒体は溶剤では無く重合性化合物、その中でも
最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好
ましい。

【００７８】顔料の分散は平均粒径を０．０８〜０．５
μｍとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μ
ｍ、好ましくは０．３〜３μｍとなるよう、顔料、分散
剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。
この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制
し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を
維持することが出来る。

【００７９】本発明におけるインクの色材濃度として
は、インク全体の１〜１０質量％が好ましい。（その他の成分）インク組成物の保存性を高めるため
に、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加するこ
とが出来る。紫外線硬化型のインクは加熱、低粘度化し
て射出することが好ましいので、熱重合によるヘッド詰
まりを防ぐためにも重合禁止剤を入れることが好まし
い。

【００８０】この他に、必要に応じて界面活性剤、レベ
リング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリ
エステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、
アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加するこ
とが出来る。

【００８１】又、保存安定性を改良する目的で、公知の
あらゆる塩基性化合物を用いることができるが、代表的
なものとして、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アル
カリ土類金属化合物、アミンなどの塩基性有機化合物な
どが挙げられる。

【００８２】記録媒体との密着性を改善するため、極微
量の有機溶剤を添加することも有効である。この場合、
耐溶剤性やＶＯＣの問題が起こらない範囲での添加が有
効であり、その量は０．１〜５％好ましくは０．１〜３
％である。

【００８３】記録材料としては、通常の非コート紙、コ
ート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸
収性のプラスチック及びそのフィルムを用いることが出
来る。各種プラスチックフィルムとしては、例えばＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＯＰＳ
（延伸ポリスチレン）フィルム、ＯＰＰ（延伸ポリプロ
ピレン）フィルム、ＯＮｙ（延伸ナイロン）フィルム、
ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）フィルム、ＰＥフィル
ム、ＴＡＣフィルムがある。その他のプラスチックとし
ては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ、ポリ
アセタール、ＰＶＡ、ゴム類などが使用出来る。又、金
属類や、ガラス類にも適用可能である。

【００８４】これらの記録材料の中でも、特に熱でシュ
リンク可能な、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰ
Ｐフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルムへ画像を
形成する場合に本発明の構成は、有効となる。これらの
基材は、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱などによ
り、フィルムのカール、変形が生じやすいばかりでな
く、インク膜が基材の収縮に追従し難い。

【００８５】これら、各種プラスチックフィルムの表面
エネルギーは大きく異なり、記録材料によってインク着
弾後のドット径が変わってしまうことが従来から問題と
なっていた。本発明によれば、表面エネルギーの低いＯ
ＰＰフィルム、ＯＰＳフィルムや表面エネルギーの比較
的大きいＰＥＴまでを含む表面エネルギーが３５〜６０
ｄｙｎ／ｃｍの広範囲の記録材料に良好な高精細な画像
を形成できる。

【００８６】本発明においては、包装の費用や生産コス
ト等の記録材料のコスト、プリントの作成効率、各種の
サイズのプリントに対応できる等の点で、長尺（ウェ
ブ）な記録材料を使用する方が有利である。（画像形成）本発明の画像形成方法は、インク組成物を
インクジェット記録方式により記録材料上に吐出、描画
し、次いで紫外線などの活性光線を照射してインクを硬
化させるものである。

【００８７】従来、軟包装印刷やラベル印刷分野におい
ては、記録材料の皺・カールの発生又は吐出安定性の観
点から、活性光線硬化型インクジェット記録が実用化さ
れるまでには至っていなかったが、本発明によりそれら
の分野でも十分効果を発揮することが可能となったので
ある。

【００８８】インクの吐出条件としては、ヘッド及びイ
ンクを３５〜１００℃に加熱して吐出することが吐出安
定性の点で好ましい。活性光線硬化型インクは、温度変
動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴
サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を
起こすため、インク温度を上げながら出来るだけ一定に
保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度
±５℃、好ましくは設定温度±２℃、更に好ましくは設
定温度±１℃である。

【００８９】本発明の画像形成方法においては、活性光
線の照射条件として、インク着弾後０．００１〜２．０
秒の間に活性光線が照射されることが好ましく、より好
ましくは０．００１〜１．０秒である。高精細な画像を
形成するためには、照射タイミングができるだけ早いこ
とが特に重要となる。

【００９０】本発明では、記録材料上にインクが着弾
し、活性光線を照射して硬化した後の総インク膜厚が２
〜２０μｍであることが好ましい。スクリーン印刷分野
の活性光線硬化型インクジェット記録では、総インク膜
厚が２０μｍを越えているのが現状であるが、記録材料
が薄いプラスチック材料であることが多い軟包装印刷分
野では、前述した記録材料のカール・皺の問題でだけで
なく、印刷物全体のこし・質感が変わってしまうという
問題が有るため、過剰な膜厚のインク吐出は好ましくな
い。

【００９１】本発明において「総インク膜厚」とは記録
材料に描画されたインクの膜厚の最大値を意味し、単色
でも、それ以外の２色重ね（２次色）、３色重ね、４色
重ね（白インクベース）のインクジェット記録方式で記
録を行った場合でも総インク膜厚の意味するところは同
様である。

【００９２】又、本発明では、記録ヘッドの各ノズルよ
り吐出する液滴量が２〜１５ｐｌであることが好まし
い。本来、高精細画像を形成するためには液滴量がこの
範囲であることを必要とするが、この液滴量で吐出する
場合、前述した吐出安定性が特に厳しくなる。本発明に
よれば、インクの液滴量が２〜１５ｐｌのような小液滴
量で吐出を行っても吐出安定性は向上し、高精細画像が
安定して形成出来る。

【００９３】活性光線の照射方法として、その基本的な
方法が特開昭６０−１３２７６７号に開示されている。
これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シ
ャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク
着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、
駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。米国
特許第６，１４５，９７９号では、照射方法として、光
ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘ
ッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へＵＶ光
を照射する方法が開示されている。本発明の画像形成方
法においては、これらの何れの照射方法も用いることが
できる。

【００９４】又、活性光線の照射を２段階に分け、まず
インク着弾後０．００１〜２．０秒の間に前述の方法で
活性光線を照射し、全印字終了後、更に活性光線を照射
する方法も好ましい態様の１つである。活性光線の照射
を２段階に分けることで、よりインク硬化の際に起こる
記録材料の収縮を抑えることが可能となる。

【００９５】本発明では、インクの硬化に有効な波長域
における最高照度が０．１以上５０ｍＷ／ｃｍ²未満の
低照度の活性光線を用いることが好ましい。

【００９６】従来、ＵＶインクジェット方式では、イン
ク着弾後のドット広がり、滲みの抑制のために、硬化に
有効な波長域における活性光線の最高照度が５０ｍＷ／
ｃｍ ²を超える高照度の光源が用いられるのが通常であ
った。しかしながら、このような光源を用いると、特に
シュリンクラベルなどでは記録材料の収縮があまりにも
大きく、実質上使用できないのが現状である。

【００９７】照射する光源の種類については、ＵＶ−
Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃなどの紫外線、真空紫外線、可
視光の他、γ線、β線などを用いることが出来る。本発
明においては、光源の総消費電力は１ｋＷｈ未満である
ことが好ましい。

【００９８】光源としては、例えば紫外域で０．１〜４
０ｍＷ／ｃｍ²の照度を得られる光源が当てはまり、低
圧水銀ランプ、ＵＶレーザー、キセノンフラッシュラン
プ、捕虫灯、ブラックライト、殺菌灯、冷陰極管、ＬＥ
Ｄ（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）など
があるが、これらに限定されない。

【００９９】従来のＵＶインクジェットでは、総消費電
力が１ｋＷｈを超えるような高圧水銀ランプ、メタルハ
ライドランプが主に使われてきたが、硬化時のインク収
縮が大きく、特に記録材料がプラスチックフィルム、熱
により収縮するシュリンクフィルム、表面がプラスチッ
ク素材である場合が多い粘着ラベルである場合には記録
材料がカールしてしまって実用に耐えられず、軟包装印
刷やラベル印刷の分野では使用できるレベルではなかっ
た。

【０１００】又、本発明では、硬化に有効な波長域にお
ける最高照度が５０〜３０００ｍＷ／ｃｍ²の活性光線
を用いることも有効である。

【０１０１】従来のＵＶインクジェット記録に用いられ
る高照度の光源であるが、上述のように記録材料の収縮
課題が有り、軟包装印刷・ラベル印刷分野では実質ＵＶ
インクジェット記録は使用されていなかった。本発明に
よれば、この問題は解消され、従来使われている高照度
の光源を用いても、各種プラスチックフィルムへの高精
細画像の形成が可能となる。光源の例としては、例えば
高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極ＵＶラ
ンプなどがあるが、これらに限定されない。

【０１０２】以下、本発明に採用され得る記録装置につ
いて、図面を適宜参照して説明する。尚、図面の記録装
置は１例にすぎず、この限りではない。

【０１０３】図１は本発明の記録装置の要部の構成を示
す正面図である。記録装置１は、ヘッドキャリッジ２、
記録ヘッド３、照射手段４、プラテン部５等を備えて構
成される。この記録装置１は、記録材料Ｐの下にプラテ
ン部５が設置されている。プラテン部５は、紫外線を吸
収する機能を有しており、記録材料Ｐを通過してきた余
分な紫外線を吸収する。その結果、高精細な画像を非常
に安定に再現できる。

【０１０４】記録材料Ｐは、ガイド部材６に案内され、
搬送手段（図示せず）の作動により、図１における手前
から奥の方向に移動する。ヘッド走査手段（図示せず）
は、ヘッドキャリッジ２を図１におけるＹ方向に往復移
動させることにより、ヘッドキャリッジ２に保持された
記録ヘッド３の走査を行なう。

【０１０５】ヘッドキャリッジ２は記録材料Ｐの上側に
設置され、記録材料Ｐ上の画像印刷に用いる色の数に応
じて後述する記録ヘッド３を複数個、吐出口を下側に配
置して収納する。ヘッドキャリッジ２は、図１における
Ｙ方向に往復自在な形態で記録装置１本体に対して設置
されており、ヘッド走査手段の駆動により、図１におけ
るＹ方向に往復移動する。

【０１０６】尚、図１ではヘッドキャリッジ２がホワイ
ト（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、ライトイエロー（Ｌｙ）、ラ
イトマゼンタ（Ｌｍ）、ライトシアン（Ｌｃ）、ライト
ブラック（Ｌｋ）、ホワイト（Ｗ）の記録ヘッド３を収
納するものとして描図を行なっているが、実施の際には
ヘッドキャリッジ２に収納される記録ヘッド３の色数は
適宜決められるものである。

【０１０７】記録ヘッド３は、インク供給手段（図示せ
ず）により供給された活性光線硬化型インク（例えばＵ
Ｖ硬化インク）を、内部に複数個備えられた吐出手段
（図示せず）の作動により、吐出口から記録材料Ｐに向
けて吐出する。記録ヘッド３により吐出されるＵＶイン
クは色材、重合性モノマー、開始剤等を含んで組成され
ており、紫外線の照射を受けることで開始剤が触媒とし
て作用することに伴なうモノマーの架橋、重合反応によ
って硬化する性質を有する。

【０１０８】記録ヘッド３は記録材料Ｐの一端からヘッ
ド走査手段の駆動により、図１におけるＹ方向に記録材
料Ｐの他端まで移動するという走査の間に、記録材料Ｐ
における一定の領域（着弾可能領域）に対してＵＶイン
クをインク滴として吐出し、該着弾可能領域にインク滴
を着弾させる。

【０１０９】上記走査を適宜回数行ない、１領域の着弾
可能領域に向けてＵＶインクの吐出を行なった後、搬送
手段で記録材料Ｐを図１における手前から奥方向に適宜
移動させ、再びヘッド走査手段による走査を行ないなが
ら、記録ヘッド３により上記着弾可能領域に対し、図１
における奥方向に隣接した次の着弾可能領域に対してＵ
Ｖインクの吐出を行なう。

【０１１０】上述の操作を繰り返し、ヘッド走査手段及
び搬送手段と連動して記録ヘッド３からＵＶインクを吐
出することにより、記録材料Ｐ上にＵＶインク滴の集合
体からなる画像が形成される。

【０１１１】照射手段４は特定の波長領域の紫外線を安
定した露光エネルギーで発光する紫外線ランプ及び特定
の波長の紫外線を透過するフィルターを備えて構成され
る。ここで、紫外線ランプとしては、水銀ランプ、メタ
ルハライドランプ、エキシマーレーザー、紫外線レーザ
ー、冷陰極管、ブラックライト、ＬＥＤ等が適用可能で
あり、帯状のメタルハライドランプ管、冷陰極管、水銀
ランプ管もしくはブラックライトが好ましい。特に波長
３６５ｎｍの紫外線を発光する冷陰極管及びブラックラ
イトが滲み防止、ドット径制御を効率よく行なえ、か
つ、硬化の際の皺も低減でき好ましい。ブラックライト
を照射手段４の照射線源に用いることで、ＵＶインクを
硬化するための照射手段４を安価に作製することができ
る。

【０１１２】照射手段４は、記録ヘッド３がヘッド走査
手段の駆動による１回の走査によってＵＶインクを吐出
する着弾可能領域のうち、記録装置（例えば、ＵＶイン
クジェットプリンタ）１で設定できる最大のものとほぼ
同じ形状か、着弾可能領域よりも大きな形状を有する。

【０１１３】照射手段４はヘッドキャリッジ２の両脇
に、記録材料Ｐに対してほぼ平行に、固定して設置され
る。

【０１１４】前述したようにインク吐出部の照度を調整
する手段としては、記録ヘッド３全体を遮光することは
もちろんであるが、加えて照射手段４と記録材料Ｐの距
離ｈ１より、記録ヘッド３のインク吐出部３１と記録材
料Ｐとの距離ｈ２を大きくしたり（ｈ１＜ｈ２）、記録
ヘッド３と照射手段４との距離ｄを離したり（ｄを大き
く）することが有効である。又、記録ヘッド３と照射手
段４の間を蛇腹構造７にすると更に好ましい。

【０１１５】ここで、照射手段４で照射される紫外線の
波長は、照射手段４に備えられた紫外線ランプ又はフィ
ルターを交換することで適宜変更することができる。

【０１１６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【０１１７】実施例１《インク組成物の作製（高照度露光用）》表１〜表６に
記載のインク組成物１〜６を得た。尚、添加化合物は以
下の通りであり、又表１〜表６記載の添加化合物の数値
は質量％を示す。・インク組成物１

【０１１８】

【表１】

【０１１９】・インク組成物２

【０１２０】

【表２】

【０１２１】・インク組成物３

【０１２２】

【表３】

【０１２３】・インク組成物４

【０１２４】

【表４】

【０１２５】・インク組成物５

【０１２６】

【表５】

【０１２７】・インク組成物６

【０１２８】

【表６】

【０１２９】・光重合性化合物１（エポキシ化合物）：
セロキサイド３０００（ダイセル化学工業）・光重合性化合物２（エポキシ化合物）：セロキサイド
２０８１（ダイセル化学工業）・光重合性化合物３（オキセタン化合物）：ＯＸＴ−２
２１（東亜合成）・光重合性化合物４（オキセタン化合物）：ＯＸＴ−２
１２（東亜合成）・光重合性化合物５（２官能複合オキセタン化合物）：
ＯＸＴ−１２１（東亜合成）・光重合性化合物６（単官能複合オキセタン化合物）：
ＯＸＴ−２１２（東亜合成）・光重合性化合物７（２官能オキセタン化合物）：ＯＸ
Ｔ−２２１（東亜合成）・光重合性化合物８（単官能オキセタン化合物）：ＯＸ
Ｔ−２１１（東亜合成）・酸増殖剤１：アクプレス１１（日本ケミックス）・酸増殖剤２：下記構造式・酸増殖剤３：下記構造式・塩基性化合物１：Ｎ−エチルジエタノールアミン・塩基性化合物２：トリブチルアミン・熱塩基発生剤１：下記構造式・熱塩基発生剤２：下記構造式・光酸発生剤１：ＩＢＰＦ（三和ケミカル）・光酸発生剤２：下記構造式・光酸発生剤３：ＳＰ１５２（旭電化工業）・光酸発生剤４：下記構造式・光酸発生剤５：下記構造式・光酸発生剤６：下記構造式・光酸発生剤助剤１：ジエチルチオキサントン・光酸発生剤助剤２：ＣＳ７１０２（日本曹達）

【０１３０】

【化１９】

【０１３１】

【化２０】

【０１３２】尚、表中の略称は以下の通りである。Ｋ：濃色黒色インク、Ｃ：濃色シアンインク、Ｍ：濃色
マゼンタインク、Ｙ：濃色イエローインク、Ｌｋ：淡色
黒色インク、Ｌｃ：淡色シアンインク、Ｌｍ：淡色マゼ
ンタインク、Ｌｙ：淡色イエローインク、Ｗ：白色イン
ク色材１：Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ−７色材２：Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１５：３色材３：Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−５７：１色材４：Ｃ．ＩＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１３色材５：酸化チタン（タナターゼ型平均粒径０．２０
μｍ）《インクジェット記録》ピエゾ型インクジェットノズル
を用いたインクジェット記録装置によって、表７、８に
記載の表面エネルギーを有する記録材料（巾６００ｍ
ｍ、長さ１０００ｍの長尺な記録材料）へ複数画像記録
を行った。インク供給系は、インクタンク、供給パイ
プ、ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配
管、ピエゾヘッドからなる。記録ヘッド部は、３０℃に
温度調整した。ピエゾヘッドは、２〜１５ｐｌのマルチ
サイズドットを７２０×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉとは１イ
ンチ、即ち２．５４ｃｍ当たりのドット数を表す）の解
像度で吐出できるよう駆動し、吐出した。着弾後の照射
条件は表７、８に示す通りとした。記録後、総インク膜
厚を測定したところ、２．３〜１３μｍであった。（照射条件）（１）照射光源・メタルハライドランプ；１２０Ｗ／ｃｍ（日本電池社
製ＭＡＬ４００ＮＬ）３ｋｗ電源・冷陰極管１（ハイベック社製）消費電力１ｋＷｈ未満・蛍光灯（ニッポ電機社製特注品）消費電力１ｋＷｈ
未満・冷陰極管２（ハイベック社製特注品）消費電力１ｋ
Ｗｈ未満（２）照射タイミング試料１〜２１は着弾後０．２秒後、試料２２〜４２は着
弾後０．１秒後に照射を行った。（３）照射の仕方試料１〜２１は記録ヘッド両横から線光源照射を行っ
た。又、試料２２〜２８は記録ヘッド両横から線光源８
本づつ、試料２９〜３５は線光源３本づつ、試料３６〜
４２は線光源８本づつで照射を行った。（４）記録材料面上の最高照度とそのピーク波長３６５ｎｍのピーク波長で、照度を６５０ｍＷ／ｃｍ²
（メタルハライドランプ）、１５ｍＪ／ｃｍ²（冷陰極
管１）、１０ｍＪ／ｃｍ²（蛍光灯）、３０６ｎｍのピ
ーク波長で、照度を１２ｍＷ／ｃｍ²（冷陰極管２）に
変更して照射を行った。（５）露光エネルギーとそのピーク波長３６５ｎｍのピーク波長で、露光エネルギーを１８０ｍ
Ｊ／ｃｍ²（メタルハライドランプ）、４５ｍＪ／ｃｍ²
（冷陰極管１）、３０ｍＪ／ｃｍ²（蛍光灯）、３０６
ｎｍのピーク波長で、露光エネルギーを３８ｍＪ／ｃｍ
²（冷陰極管２）に変更して照射を行った。

【０１３３】

【表７】

【０１３４】

【表８】

【０１３５】《評価》１０℃・２０％ＲＨの環境、２５
℃・５０％ＲＨの環境、３２℃・８０％ＲＨの環境で行
った記録について以下の評価を行い、その結果を表９に
示す。（文字品質）ＹＭＣＫ各色目標濃度で６ポイントＭＳ明
朝体文字を印字し、文字のガサツキをルーペで拡大評価
した。

【０１３６】 ◎・・・ガサツキなし ○・・・僅かにガサツキが見える △・・・ガサツキが見えるが、文字として判別出来、ギ
リギリ使えるレベル ×・・・ガサツキが酷く、文字がかすれていて使えない
レベル（色混じり（滲み））隣り合う各色ドットをルーペで拡
大し、滲み具合を目視評価した。

【０１３７】 ◎・・・隣り合うドット形状が真円を保ち、滲みがない ○・・・隣り合うドット形状はほぼ真円を保ち、ほとん
ど滲みがない △・・・隣り合うドットが少し滲んでいてドット形状が
少し崩れているが、ギリギリ使えるレベル ×・・・隣り合うドットが滲んで混じり合っており、使
用出来ないレベル

【０１３８】

【表９】

【０１３９】表９から明らかなように、安全なインクを
使用する本発明の画像形成方法は、高照度露光を行って
もあらゆる記録材料に対して安定に高精細な画像を再現
出来ることが判る。

【０１４０】

【発明の効果】本発明によれば、人体に安全なインクを
使用して、低照度露光や高照度露光に関係なく、あらゆ
る記録材料に対し文字品質に優れ、色混じりの発生がな
く、高精細な画像を安定して記録することができるとい
う顕著に優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の要部の構成を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１記録装置２ヘッドキャリッジ３記録ヘッド４照射手段５プラテン部６ガイド部材７蛇腹構造Ｐ記録材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】選択的にインク滴を吐出制御可能なノズ
ルを少なくとも１つ有する記録ヘッドで、活性光線によ
り硬化するインクを記録材料上に吐出する画像形成方法
であって、光酸発生剤を含有し、かつ、オキセタン化合
物のみを光重合性化合物として含有するインクを用いる
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】前記インクは少なくとも１種のオキセタ
ン環を１個含有するオキセタン化合物と、少なくとも１
種のオキセタン環を複数含有するオキセタン化合物を光
重合性化合物として含有することを特徴とする請求項１
に記載の画像形成方法。
【請求項３】前記インクが少なくとも１種のスルホニ
ウム化合物を光酸発生剤として含有することを特徴とす
る請求項１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項４】前記インクの少なくとも１色が、白イン
クであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に
記載の画像形成方法。
【請求項５】前記インクが着弾した後、０．００１〜
２．０秒の間に活性光線を照射することを特徴とする請
求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成方法。
【請求項６】活性光線を照射して硬化した後の総イン
ク膜厚が２〜２０μｍであることを特徴とする請求項１
〜５の何れか１項に記載の画像形成方法。
【請求項７】前記記録ヘッドの各ノズルより吐出する
インク液滴量が、２〜１５ｐｌであることを特徴とする
請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成方法。
【請求項８】記録材料として非吸収性の材料を用いて
請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成方法により
得られたことを特徴とする最終印刷物。
【請求項９】前記非吸収性の材料の表面エネルギーが
３５〜６０ｄｙｎ／ｃｍであることを特徴とする請求項
８に記載の最終印刷物。
【請求項１０】請求項１〜７の何れか１項に記載の画
像形成方法で用いる記録装置において、光源の総消費電
力が１ｋＷｈ未満であることを特徴とする記録装置。
【請求項１１】請求項８又は９に記載の印刷物の作製
に用いる記録装置において、光源の総消費電力が１ｋＷ
ｈ未満であることを特徴とする記録装置。