JP2004042525A

JP2004042525A - インクジェットプリンタ及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2004042525A
Application number: JP2002205342A
Authority: JP
Inventors: Ai Kondo; 近藤　愛
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】インク吸収性のない透光性の記録媒体や明度が低い記録媒体や金属表面に対しても良好な視認性を有する画像を形成でき、更に画像品質が優れかつ効率がよく取り扱い性のよいインクジェットプリンタ及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】このインクジェットプリンタは、活性光線の照射により硬化可能なインクを記録媒体Ｒに吐出する記録ヘッド２ａと、活性光線の照射により硬化可能な白インクを記録媒体上に塗布するスプレーガン５ａとを備え、白インク塗布及びインクジェットヘッドによるプリントを連続的に行う。白インクの塗布はインクジェット以外の方式によって行い、スプレー塗布やフェルト塗布が好ましい。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性光線の照射により硬化可能なインクを用いるインクジェットプリンタ、及びこのインクジェット方式による画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、簡便、安価に画像を作成でき、また、近年の画質の向上に伴い、各種印刷分野でも充分に対応できる高画質記録が可能な技術として注目を浴びている。しかし、通常のインクジェット用インク組成物はプリント方式から水系溶媒や非水系溶媒を主成分とした低粘度のインク組成物が一般的であり、記録媒体としてはインク吸収性のあるものや、さらに高画質を得るためには専用紙が必要となる。
【０００３】
これに対し、インク吸収性のないフィルムや金属などの記録媒体に固着しプリントできるインク組成物としては、例えば特開平３−２１６３７９号公報に記載されている紫外線照射により高分子化する成分を含んでなるインク組成物や、米国特許５，６２３，００１号に記載されている色剤、紫外線硬化剤、光重合開始剤等を含んでなる紫外線硬化型インク組成物が提案されている。
【０００４】
また、通常のインクジェット用のインクは、ほとんどが白色系の記録媒体へのプリントを対象とした透光性の高いインクで、例えば軟包装で用いられているような透光性の基材や明度の低い基材にプリントした場合、コントラストが得られず、鮮明なカラー発色性が得られなかったり、視認性のある表示が難しくなる。視認性が悪い場合、隠蔽性の高い白インクを用いて視認性を得る手法が知られており、本出願人による特願２００１−３５１４１４には白色インク用インクジェットヘッドを備えたプリンタおよび画像形成方法が記載されているが、ベタ画像の場合、走査スジが目立ち画像品質が低下し、プリント面積が大きいためプリントに時間がかかり、ノズル径が小さいため目詰まりしやすいなど問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、インク吸収性のない透光性の記録媒体や明度が低い記録媒体や金属表面に対しても良好な視認性を有する画像を形成でき、さらに画像品質が優れかつ効率がよく取り扱い性のよいインクジェットプリンタ及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるインクジェットプリンタは、活性光線の照射により硬化可能なインクを記録媒体に吐出するインクジェットヘッドと、活性光線の照射により硬化可能な白インクを前記記録媒体上にインクジェット以外の方式で塗布する手段と、を備え、前記白インク塗布及び前記インクジェットヘッドによるプリントを連続的に行うようにしたことを特徴とする。
【０００７】
このインクジェットプリンタによれば、白インクを記録媒体上に塗布するので、インク吸収性のない透光性の記録媒体や明度が低い記録媒体や金属表面に対しても良好な視認性を有するプリントを行うことができる。また、白インクをインクジェット以外の方式、例えば、スプレー塗布、ロール塗布、グラビア塗布、エアナイフ塗布、押出塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、またはフェルト塗布を用いて塗布するので、インクジェット方式のようにベタ画像の場合に走査スジが目立つことはなく画像品質が良好であり、塗布に時間がかからず効率がよく、また取り扱い性がよい。
【０００８】
上記インクジェットプリンタにおいて、前記塗布手段を前記インクジェットヘッドの上流側に配置することで、インクジェットヘッドによるインク吐出の前に塗布手段により白インクを塗布するように構成できる。
【０００９】
また、前記インクジェットヘッドを前記塗布手段の上流側に配置することで、インクジェットヘッドによるインク吐出の後に塗布手段により白インクを塗布するように構成できる。
【００１０】
また、前記塗布手段を複数設け、前記塗布手段を前記インクジェットヘッドの上流側に配置し、別の前記塗布手段を前記インクジェットヘッドの下流側に配置し、上流側及び下流側の塗布手段の一方を作動させるようにすることでインク吐出の前または後に白インクを塗布できる。
【００１１】
また、前記記録媒体を搬送する手段を更に備え、前記記録媒体を搬送することで前記白インク塗布及び前記インクジェットヘッドによるプリントをこの順またはその逆の順で連読的に行うようにできる。
【００１２】
また、前記白インクを塗布した後に活性光線を照射する第１の照射手段と、前記インクを吐出した後に活性光線を照射する第２の照射手段と、を備える。なお、第１の照射手段は白インクの塗布手段の下流側に配置され、第２の照射手段はインクジェットヘッドの下流側に配置される。
【００１３】
また、前記塗布手段が前記記録媒体の幅方向に往復移動するシリアルタイプに構成され、前記塗布手段の移動方向の両側に前記第１の照射手段を設けることで、白インクを短時間に塗布することができ、白インクの塗布が効率的になる。
【００１４】
また、前記塗布手段及び前記第１の照射手段がともに前記記録媒体の幅方向に延びたラインタイプに構成されることで、白インクを短時間に塗布することができ、白インクの塗布が効率的になる。
【００１５】
また、前記活性光線が紫外線であることが好ましい。また、前記記録媒体が透光性であってもよく、また、非吸収性であってもよい。
【００１６】
本発明による画像形成方法は、活性光線の照射により硬化可能な白インクを記録媒体上にインクジェット以外の方式で塗布する工程と、前記白インクを塗布した記録媒体に活性光線を照射する工程と、前記白インクが硬化した記録媒体に対し活性光線の照射により硬化可能なインクをインクジェット方式で吐出する工程と、前記白インク上にインクを吐出した記録媒体に活性光線を照射する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この画像形成方法によれば、白インクを記録媒体上に塗布するので、インク吸収性のない透光性の記録媒体や明度が低い記録媒体や金属表面に対しても良好な視認性を有するプリントを行うことができる。また、白インクの塗布とインクによるプリントとを連続的に行うことができ、効率的である。また、白インクをインクジェット以外の方式、例えば、スプレー塗布、ロール塗布、グラビア塗布、エアナイフ塗布、押出塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、またはフェルト塗布を用いて塗布するので、インクジェット方式のようにベタ画像の場合に走査スジが目立つことはなく画像品質が良好であり、塗布に時間がかからず効率がよく、また取り扱い性がよい。
【００１８】
本発明による別の画像形成方法は、記録媒体に対し活性光線の照射により硬化可能なインクをインクジェット方式で吐出する工程と、前記インクを吐出した記録媒体に活性光線を照射する工程と、前記インクを吐出した領域を含む記録媒体上に活性光線の照射により硬化可能な白インクをインクジェット以外の方式で塗布する工程と、前記白インクを塗布した記録媒体に活性光線を照射する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この画像形成方法によれば、白インクを記録媒体上に塗布するので、インク吸収性のない透光性の記録媒体や明度が低い記録媒体や金属表面に対しても良好な視認性を有するプリントを行うことができる。また、インクによるプリントと白インクの塗布とを連続的に行うことができ、効率的である。また、白インクを上述と同様のスインクジェット以外の方式で塗布するので、インクジェット方式のようにベタ画像の場合に走査スジが目立つことはなく画像品質が良好であり、塗布に時間がかからず効率がよく、また取り扱い性がよい。
【００２０】
上記各画像形成方法において、前記白インクの塗布及び前記インクによるプリントを、この順に、または逆の順に、前記記録媒体を搬送することで連続的に行うようにできる。また、前記活性光線が紫外線であることが好ましい。また、前記記録媒体が透光性であってもよく、また、前記記録媒体が非吸収性であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態によるインクジェットプリンタの要部を示す側面図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェットプリンタＡは、ロール状に巻回された記録媒体Ｒを図の搬送方向Ｆに搬送する搬送ローラ１ａ、１ｂと、搬送ローラ１ａ，１ｂにより搬送される記録媒体Ｒに対しインクジェット方式でノズルからインクを吐出する記録ヘッド２ａによりプリントを行う印刷部２と、印刷部２でインクが付与された記録媒体Ｒに紫外線を照射しインクを硬化させるＵＶ（紫外線）ランプ３と、記録媒体Ｒを搬送方向Ｆにガイドするガイド部材４と、を備える。
【００２３】
ガイド部材４は、記録媒体Ｒの幅と同じまたはそれ以上の幅を有する板状の部材である。このガイド部材４は、記録ヘッド２ａに対向して配置され、記録媒体Ｒを非プリント面側から支持し、かつ、記録媒体Ｒを搬送方向Ｆにガイドする。なお、ガイド部材４は上流側から下流側に向けて下向きに傾斜しているが、逆に上向きに傾斜していてもよいし、また、垂直または水平になるように配置してもよい。
【００２４】
また、搬送ローラ１ａ、１ｂはゴムローラ等から構成され、モータ等の回転駆動手段（図示省略）により図の矢印方向に同期して回転駆動されるようになっている。
【００２５】
図１のインクジェットプリンタＡは、更に、印刷部２の上流側に白インク塗布部５と、白インクを硬化するために紫外線を照射するＵＶ（紫外線）ランプ６と、を備える。白インク塗布部５は白インクを噴射するためのスプレーガン５ａを有する。スプレーガン５ａは、塗料の塗布等に使用される公知のものでよく、そのノズル口径を変えることで塗布量を調整できるようになっている。
【００２６】
図１のインクジェットプリンタＡでは、先に記録媒体Ｒ上にスプレーガン５ａから白インクを塗布してから、その塗布で形成された白インク面に記録ヘッド２ａからインクを吐出して画像を形成する。
【００２７】
また、図１において、記録媒体Ｒはロール状に巻かれたロール紙以外に、任意のサイズにカットされたカットシートであっても良いが、後加工を必要とする場合はロール紙での供給が好ましい。また、プリントの完了した記録媒体は、図１のようにロール状に巻き取ることが好ましいが、カットシートの場合、プリント順にトレイ等に積層するようにして排出されるように構成できる。
【００２８】
また、インクジェット方式の記録ヘッド２ａは、シリアルタイプまたはラインタイプに構成でき、また、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式でもよい。また、吐出（噴射）方式としては、電気−機械変換方式（例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式（例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット型等）、静電吸引方式（例えば、電界制御型、スリットジェット型等）及び放電方式（例えば、スパークジェット型等）などを具体的な例として挙げることができるが、いずれの吐出方式を用いてもよい。
【００２９】
また、活性光線としては、ＵＶ−Ａ，ＵＶ−Ｂ，ＵＶ−Ｃなどの紫外線、真空紫外線などを用いることができ、紫外線の線源であるＵＶランプ６，３としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、ＬＥＤを用いることができる。また、反応に寄与しない赤外線などの熱線は公知の手法でカットすることがフィルム等への記録ではカール防止の点で特に好ましい。
【００３０】
また、記録媒体Ｒは、インクジェットで用いられる記録媒体はもちろん、従来インクジェット記録が難しかった基材、例えば透光性や不透光性のプラスチック基材、インク吸収性の不均一な基材、インク吸収性のない基材などであってもよい。特に、記録媒体Ｒとしてプラスチック基材が適しており、このような基材としては、ポリエステル，ポリオレフィン，ポリアミド，ポリエステルアミド，ポリエーテル，ポリイミド，ポリアミドイミド，ポリスチレン，ポリカーボネート，ポリ−ρ−フェニレンスルフィド，ポリエーテルエステル，ポリ塩化ビニル，ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンが好ましい。また、これらの共重合体やブレンド物、さらには、架橋したものが挙げられる。中でも延伸したポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロプレン、ナイロンが透光性、寸法安定性、剛性、環境負荷、コストの面で好ましい。フィルムの厚みは２〜１００μ、更に好ましくは６〜５０μである。形成する層との接着強度の調整、良好な塗布性を得る為に公知の方法で支持体表面にコロナ放電処理や、易接着処理などの表面処理を施すことが好ましい。不透光性基材としては樹脂被覆紙、顔料入り不透光性フィルム、発泡フィルム等の従来公知のものが何れも使用できる。
【００３１】
次に、図２により図１のインクジェットプリンタの変形例を説明する。図２ののインクジェットプリンタは、図１の印刷部２と白インク塗布部５の配置位置を逆にし、印刷部２を記録媒体Ｒの搬送方向Ｆに対して白インク塗布部５の上流側に配置した以外は、図１と同様の構成である。図２のインクジェットプリンタでは、先に記録ヘッド２ａからインクを記録媒体Ｒ上に吐出してから、記録媒体Ｒ上に白インクを塗布する。
【００３２】
図１、図２ではスプレーガン５ａによるスプレー塗布方式を白インク塗布のための手段として用いているが、ロール塗布、グラビア塗布、エアナイフ塗布、押出塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、繊維や布やスポンジ状物質からインク液を染み出しながら塗布するフェルト塗布等の他の方式であってもよい。中でも、取り扱い性の観点から、スプレー塗布やフェルト塗布が好ましい。記録媒体に対して画像の視認性や発色性を得るために用いる白インクはベタ画像が多く、また良好な表面性も必要とするため、一度に多量、大面積の塗布が行え、また膜厚も均一になるよう制御し易い上記塗布方式を用いることがより好ましい。これにより、乾燥性、記録媒体基材への密着性及び耐久性に優れた白インク面を形成できるとともに、プリント性も向上する。
【００３３】
なお、白インクの塗布手段としてのインクジェット方式は、小液滴のインクを吐出するのでベタ画像のプリントに時間がかかったり、スジが発生し易いために、白インクのベタ画像の形成手段としては好適ではない。また、ヘッド数も増えるため、ヘッドユニットが大きくなり、コンパクト化しにくかったり、ノズル径が小さいためヘッドの目詰まり等も発生しやすい。但し、白文字や白の画像を形成する場合は白インク塗布部とは別にインクジェット方式による記録ヘッドから白インクを吐出するように構成することで、よりデザイン性に優れた画像が得られる。
【００３４】
次に、図３により図２の変形例を説明する。図３のインクジェットプリンタは、上述のようなフェルト塗布方式によるフェルト塗布装置７ａを有する白インク塗布部７を備える以外は、図２と同様の構成である。
【００３５】
図４に示すように、フェルト塗布装置７ａは、白インクを貯めた塗布液タンク７１と、フェルトなどの繊維状物からなる塗布部７２と、白インクを塗布部７２に供給するために開閉される電磁弁７３と、を備える。
【００３６】
白インク塗布部７は、上下可動式に構成され、塗布しない場合は記録媒体Ｒに接しないように記録媒体Ｒから上方Ｖに移動して離れており電磁弁７３が閉であるが、塗布する場合は記録媒体Ｒに接するように下方Ｖ’に降下し、接触すると電磁弁７３が開き、白インクが塗布部７２に供給され、塗布部７２により白インクが記録媒体Ｒ上に塗布される。
【００３７】
なお、図１〜図３において、白インク塗布部５または７は、形成したい画像により、印刷部２の上流側または下流側に自由に設置できるように可動式に構成してもよい。また、白インク塗布部５または７を複数用意し、印刷部２の上流部および下流部にそれぞれ設置し、インクジェットプリンタの使用状態に応じていずれか一方の白インク塗布部で白インクを塗布するようにしてもよい。
【００３８】
次に、上述の白インク塗布部５，７を記録媒体の幅方向に移動可能に構成した例を図５により説明する。図５は図１〜図３のインクジェットプリンタの要部平面図である。
【００３９】
図５に示すように、白インク塗布部は、主走査方向（記録媒体の搬送方向Ｆと直交する方向）Ｈ、Ｈ’に延びるよう配置された駆動軸９に移動自在に設けられた短尺状（シリアルタイプ）の塗布部８を備える。塗布部８は駆動軸９上を主走査方向Ｈ、Ｈ’に移動する。２つのＵＶランプ６が塗布部８の両端側に位置するよう駆動軸９に設けられている。
【００４０】
塗布部８がシャトル方式で主走査方向Ｈ、Ｈ’に移動するようにし、塗布後に塗布部８に後続するＵＶランプ６が紫外線を照射するように塗布部８とＵＶランプ６を走査することにより、効率的に白インクを記録媒体Ｒに塗布でき、塗布時間を短縮できる。
【００４１】
図５の構成によれば、白インク塗布部をコンパクトに設計でき、また、メンテナンスが簡単になる。なお、塗布部８が主走査方向ＨまたはＨ’の一方向に移動するようにしてもよい。
【００４２】
次に、上述の白インク塗布部５，７を記録媒体の幅方向にライン状に延びる構成にした例を図６により説明する。図６は図１〜図３のインクジェットプリンタの要部平面図である。
【００４３】
図６に示すように、白インク塗布部は、記録媒体Ｒの幅方向に延びたラインタイプの塗布部１０を備え、ＵＶランプ６も塗布部１０と同様に記録媒体Ｒの幅方向に延びたラインタイプに構成されている。塗布部１０とＵＶランプ６とを副走査方向（記録媒体の搬送方向Ｆと同一方向）に走査することで、塗布部１０から白インクが記録媒体Ｒに塗布され、その後にＵＶランプ６から紫外線が照射される。図６の構成によれば、白インクの塗布時間を短縮できる。
【００４４】
なお、図５，図６において、塗布部８，１０は、上述のような塗布法式によることができるが、図１〜図３のようなスプレー塗布・フェルト塗布ができるような構成が好ましい。
【００４５】
次に、図１，図２のインクジェットプリンタによる画像形成方法について説明する。
【００４６】
図１では、記録媒体Ｒが搬送ローラ１ａ，１ｂにより白インク塗布部５に搬送され、スプレーガン５ａから記録媒体Ｒ上の任意の領域に白インクが噴射され、その白インク面がＵＶランプ６からの紫外線により硬化される。
【００４７】
その後、記録媒体Ｒは、印刷部２に搬送され、記録ヘッド２ａからインクを吐出することで記録媒体Ｒの白インク面上にプリントし、ＵＶランプ３の直下へと搬送される。次いで、ＵＶランプ３の直下に搬送されたプリント済みの記録媒体ＲにＵＶランプ３から紫外線が照射されインクが硬化することで、画像が形成される。このように、白インクの塗布とインクによるプリントとの両工程を、この順に、記録媒体Ｒを搬送することで連続的に行うことができ、効率的に実行できる。
【００４８】
また、図２では、印刷部２に搬送された記録媒体Ｒに記録ヘッド２ａからインクを吐出してからＵＶランプ３からの紫外線によりインクを硬化することで画像を形成した後、白インク塗布部５の直下に搬送され、スプレーガン５ａから記録媒体Ｒ上の画像を含む領域上に白インクを噴射し、ＵＶランプ６からの紫外線で硬化する。このように、インクによるプリントと白インクの塗布との両工程を、この順に、記録媒体Ｒを搬送することで連続的に行うことができ、効率的に実行できる。
【００４９】
図２では、例えば、記録媒体Ｒが透光性を有し、記録ヘッド２ａからのインク吐出で逆像の画像を形成し、その上に白インク面を形成することで、記録媒体の非プリント面側から白インク面をバックグラウンドとしたプリント画像を見ることができる。
【００５０】
図１，図２において、以上の工程を経た記録媒体Ｒは、排紙ガイド（図示省略）を通過して、図１のように巻き取られるが、または、カットシート等の場合はトレイ等に排紙される。
【００５１】
上述のような画像形成において、記録ヘッド２ａの各ノズルより吐出する液滴量が一滴当たり２〜１５ｐｌであることが高精細画像を形成する上で好ましい。
【００５２】
また、紫外線等の活性光線の照射条件として、インク着弾後０．００１〜２．０秒の間に紫外線等の活性光線の照射が開始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。
【００５３】
また、活性光線の照射により硬化可能なインクおよび白インクは、温度変動による粘度変動幅が大きく、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その温度を一定に保つことが好ましい。また、加熱されたインクを吐出し、記録媒体上で一定の温度以上に加熱または保持することで、硬化反応が活性化され、加熱していないときに比べ、少ないエネルギーで硬化することができる。
【００５４】
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号公報に開示されている。これによると、図５のように、記録ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式で記録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ようにしてもよい。また、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記録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が、本実施の形態では、これらのいずれの照射方法も用いることができる。
【００５５】
また、活性光線を照射を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、かつ、全プリント終了後、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。
【００５６】
また、活性光線の照射により硬化可能なインクおよび白インクは、記録ヘッド内や白インク塗布部内のインクを加熱して吐出可能な粘度に調整し、吐出および塗布することが好ましい。
【００５７】
また、活性光線の照射により硬化可能なインクは溶剤を含まないか、含んでも極わずかなため、従来のインクジェット用インク等に比較して粘度が高く、常温で吐出したり塗布することは困難であるが、記録ヘッド内や白インク塗布部内のインク温度は４０〜１００℃にすることで、安定な吐出性や塗布性が得られる。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。
【００５８】
また、記録媒体にインクが着弾し、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・しわ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２０μｍ以下が好ましい。
【００５９】
次に、本実施の形態のインクジェットプリンタに用いられるインクについて説明する。活性光線の照射により硬化可能なインクおよび白インクは、主な成分として、重合性化合物と開始剤と色材とから構成される。
【００６０】
重合性化合物としては、公知の化合物が使用できる。重合のタイプとしては、通常のラジカル重合性のもの、光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム、光誘導型交互共重合など、いずれも使用できる。これらの光硬化システムは、「光硬化技術」−樹脂・開始剤の選定と配合条件および硬化度の測定・評価−（「技術情報協会」発行）に詳細に記載されており、そのまま用いることが可能である。
【００６１】
一般的にはラジカル重合系とカチオン重合系の２者が良く用いられるが、開始剤を必要としない光誘導型交互共重合タイプも用いることが可能である。また、これらを複合させたハイブリッド型とすることも可能である。
【００６２】
本実施の形態においては、特に、カチオン重合系が酸素による重合阻害が無く、性能的に優位である。カチオン硬化型インクに含まれるカチオン重合性化合物と光カチオン開始剤の混合物は、少なくともオキセタン化合物、エポキシ化合物或いはビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と光カチオン開始剤との混合物である。下記のような組成のものが特に好ましい。
【００６３】
芳香族エポキシドとして好ましいものは、少なくとも１個の芳香族核を有する多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジまたはポリグリシジルエーテルであり、例えばビスフェノールＡあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールＡあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、ならびにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【００６４】
脂環式エポキシドとしては、少なくとも１個のシクロへキセンまたはシクロペンテン環等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキサイドまたはシクロペンテンオキサイド含有化合物が好ましい。
【００６５】
脂肪族エポキシドの好ましいものとしては、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル等があり、その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテルまたは１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリンあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【００６６】
これらのエポキシドのうち、迅速な硬化性を考慮すると、芳香族エポキシドおよび脂環式エポキシドが好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。本発明では、上記エポキシドの１種を単独で使用してもよいが、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００６７】
ビニルエーテル化合物としては、例えばエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−Ｏ−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
【００６８】
これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性、密着性、表面硬度を考慮すると、ジ又はトリビニルエーテル化合物が好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。本発明では、上記ビニルエーテル化合物の１種を単独で使用してもよいが、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００６９】
本実施の形態におけ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公報、同２００１−３１０９３７公報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。
【００７０】
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、また、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としては、オキセタン環を１〜４個有する化合物が好ましい。
【００７１】
本実施の形態では、インク硬化の際、記録材料の収縮を抑える目的で、光重合性化合物として少なくとも１種のオキセタン化合物と、エポキシ化合物及びビニルエーテル化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物とを含有することが好ましい。
【００７２】
カチオン性光重合開始剤としては、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光酸発生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）。本実施の形態に好適な化合物の例を以下に挙げる。
【００７３】
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（Ｃ_６Ｆ_５）_４−，ＰＦ_６−，ＡｓＦ_６−，ＳｂＦ_６−，ＣＦ_３ＳＯ_３−塩を挙げることができる。対アニオンとしてボレート化合物をもつものが酸発生能力が高く好ましい。
【００７４】
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。
【００７５】
第３に、ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物も用いることができる。
【００７６】
第４に、鉄アレン錯体を挙げることができる。
【００７７】
本実施の形態におけるインクは、特開平８−２４８５６１号公報、同９−０３４１０６号公報をはじめとし、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、さらなる吐出安定性の向上を可能とする。
【００７８】
本実施の形態における色材としては、重合性化合物の主成分に溶解または分散できる色材が使用出来るが、耐候性の点から顔料が好ましい。本実施の形態で好ましく用いることのできる顔料を、以下に列挙する。
【００７９】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ−１、３、１２、１３、１４、１７、８１、８３、８７、９３、９５、１０９、４２、１８０
【００８０】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｏｒａｎｇｅ−１６、３６、３８、
【００８１】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ−５、２２、３８、４８：１、４８：２、４８：４、４９：１、５３：１、５７：１、６３：１、１４４、１４６、１８５、１０１、１８４、２２１、２５４、２０２
【００８２】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｖｉｏｌｅｔ−１９、２３、
【００８３】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｌｕｅ−１５：１、１５：３、１５：４、１８、６０、２７、２９、
【００８４】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ−７、３６、
【００８５】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｗｈｉｔｅ−６、１８、２１、
【００８６】
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｌａｃｋ−７、
【００８７】
本実施の形態に用いられる白インクの白色顔料はインク組成物を白色にするものであればよく、通常、この分野に用いられる白色顔料を用いることが出来る。このような白色顔料としては、例えば無機白色顔料や有機白色顔料、白色の中空ポリマー微粒子を用いることができる。
【００８８】
無機白色顔料としては、硫酸バリウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩、微粉ケイ酸、合成ケイ酸塩等のシリカ類、ケイ酸カルシウム、アルミナ、アルミナ水和物、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、クレイ等があげられる。特に酸化チタンは隠蔽性および着色性、分散粒径が好ましい白色顔料として知られている。
【００８９】
有機白色顔料としては、特開平１１−１２９６１３号公報に示される有機化合物塩や特開平１１−１４０３６５号公報、特開２００１−２３４０９３公報に示されるアルキレンビスメラミン誘導体が挙げられる。
【００９０】
上記白色顔料の具体的な商品としては、ＳｈｉｇｅｎｏｘＯＷＰ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＯＷＰＬ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＦＷＰ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＦＷＧ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＵＬ、ＳｈｉｇｅｎｏｘＵ（以上、ハッコールケミカル社製、何れも商品名）などが挙げられる。
【００９１】
白色の中空ポリマー微粒子としては、米国特許第４，０８９，８００号明細書に開示されている、実質的に有機重合体で作らた熱可塑性を示す微粒子などが挙げられる。白色顔料は単独で用いても良いし、併用しても良い。
【００９２】
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。また、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。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Ｚｅｎｅｃａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。また、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。
【００９３】
これらの分散剤および分散助剤は、顔料１００重量部に対し、１〜５０重量部添加することが好ましい。分散媒体は溶剤または重合性化合物で行うが、本発明に用いる照射線硬化型インクは、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。
【００９４】
分散は、平均粒径を０．１〜１．０μとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μ、好ましくは０．３〜３μ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、インクの保存安定性、インク隠蔽性および硬化感度を維持することが出来る。
【００９５】
白色顔料はインク全体の１〜５０重量％、好ましくは２〜３０重量％の範囲で含有される。含有量がこれより少ないと白インクによる隠蔽性が得られず、これより多いと、白インク層の硬化性が低下したり、硬化後の膜が脆くなってしまう。
【００９６】
【実施例】
以下、本発明を実施例１乃至３により具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００９７】
〈実施例１〉
【００９８】
＜インクの作成＞
【００９９】
以下の組成を加圧ニーダーにより配合し、粘度を１０６ｍＰａ・ｓ以上とし、次いでロールミルによって練肉・分散を行い、各色の顔料分散物を作成した。
【０１００】
ブラック顔料分散物（Ｋ１）
ピグメントブラック７・・・１５．０重量部
高分子分散剤・・・１．５重量部
アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）・・・８０．５重量部
アクリル系樹脂・・・３．０重量部
【０１０１】
シアン顔料分散物（Ｃ１）
ピグメントブルー１５：３・・・１５．０重量部
高分子分散剤・・・１．５重量部
アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）・・・８０．５重量部
アクリル系樹脂・・・３．０重量部
【０１０２】
マゼンタ顔料分散物（Ｍ１）
ピグメントレッド１８４・・・１５．０重量部
高分子分散剤・・・２．０重量部
アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）・・・８０．０重量部
アクリル系樹脂・・・３．０重量部
【０１０３】
イエロー顔料分散物（Ｙ１）
ピグメントイエロー９３・・・１５．０重量部
高分子分散剤・・・２．０重量部
アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）・・・８０．０重量部
アクリル系樹脂・・・３．０重量部
【０１０４】
白色顔料分散物（Ｗ１）
ピグメントホワイト６・・・１５．０重量部
高分子分散剤・・・１．５重量部
アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）・・・８０．５重量部
アクリル系樹脂・・・３．０重量部
【０１０５】
以上の顔料分散物を用い、表１に示すように各素材を配合し、活性光線の照射により硬化可能なインク（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｌｃ、Ｌｍ）および白インク（Ｗ）を作成した。ここで、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ濃ブラック、濃シアン、濃マゼンタ、濃イエローのインクを、Ｌｃ、Ｌｍ、はそれぞれ淡シアン、淡マゼンタのインクである。尚、各インクの組成は、各成分の質量％で表した。
【０１０６】
インクは、顔料分散物以外の全ての材料を配合し、十分に溶解したことを確認してから、前記の顔料分散物を少しづつ加え、ディゾルバーを用い十分に攪拌した後、０．８μのフィルターにてろ過を行った。前処理として１０μのプレろ過を行った。ろ過工程では圧損の発生も少なく、十分なろ過速度が得られた。次いでインクを５０℃に加温・攪拌しながら、減圧することにより、溶解している空気および水分を取り除き、インクとした。
【０１０７】
【表１】

【０１０８】
ＯＸＴ−２２１：東亜合成製、オキセタン化合物　アロンオキセタンＯＸＴ−２２１
ＯＸＴ−２１１：東亜合成製、オキセタン化合物　アロンオキセタンＯＸＴ−２１１
２０２１Ｐ：ダイセル製、エポキシ化合物　セロキサイド２０２１Ｐ
ＳＰ−１５２：旭電化工業製、光酸発生剤
【０１０９】
＜画像形成方法＞
【０１１０】
上記の活性光線の照射により硬化可能なインクおよび白インクを搭載した図１のインクジェットプリンタに、記録媒体Ｒとして長尺のＯＰＰ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）フィルムをセットし、白インク塗布部５まで搬送した。ＯＰＰフィルムは印刷面側の濡れ指数が４２ｍＮ／ｍとなるよう、予め公知のコロナ処理を施した。
【０１１１】
まず、白インク塗布部５から白インクを記録媒体上に噴射し、ＵＶランプ６にて硬化した。このときの白インクの付着量は、透過濃度が０．３になるように噴射量を調整した。ここで、透過濃度はマクベス濃度計やＸ−ＲＩＴＥ濃度計に代表される光学透過濃度計で測定される透過濃度であり、通常、測定する色によって赤、青、緑等の各種フィルターを介して測定されるが、ここでは白色系の透過濃度を効率良く測定できる青色フィルターを介して測定される透過濃度である。
【０１１２】
その後、白インク層が塗布された領域を含む記録媒体は印刷部２まで搬送され、白インク層上にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｌｃ、Ｌｍインクを用い、カラー画像を印刷した。このとき、記録ヘッド２ａは５０℃に加温し、２〜１５ｐｌのマルチサイズドットを７２０×７２０ｄｐｉ（１インチ、即ち２．５４ｃｍ当たりのドット数）の解像度で吐出できるよう駆動した。
【０１１３】
その後、ＵＶランプ３の直下まで記録媒体の印刷部分を搬送し、ＵＶを照射してインクを硬化させ、画像形成を行ったところ、透光性のフィルム上にムラのない白背景を有した発色性および視認性に優れた高解像度のカラー画像を得ることができた。
【０１１４】
また、同様に金属板および黒色系のプラスチック基材上にプリントを行ったところ、同様に視認性に優れた良好な画像を得ることが出来た。
【０１１５】
〈実施例２〉
【０１１６】
実施例１のインクジェットプリンタを図２のインクジェットプリンタに置き換え、同様に画像形成を行った。この場合、まず、記録媒体に印刷部２でカラー画像を逆像に印刷し、その後カラー画像上に白インク塗布部５にて白インクを噴射、硬化した。得られた画像を、記録媒体を介して見たところ、ムラのない白背景を有した発色性および視認性に優れた高解像度のカラー画像を得ることができた。
【０１１７】
〈実施例３〉
【０１１８】
実施例２のインクジェットプリンタを図３のインクジェットプリンタに置き換え、記録媒体ＲをＯＮｙ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｎｙｌｏｎ）フィルム、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）フィルム、ＰＶＣ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ）フィルムに変更し、同様に画像形成を行った。その結果、いずれの記録媒体でも、ムラのない白背景を有した発色性および視認性に優れた高解像度のカラー画像を得ることができた。
【０１１９】
以上のように本発明を実施の形態及び実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、使用する記録媒体としては、非透光性やインク吸収性であってもよく、インクジェットプリンタに通常使用可能な記録媒体であってもよいことは勿論である。
【０１２０】
なお、本明細書において「白インク」とは、隠蔽性の高い白インクでプリント画像の視認性を得るために用いるので、この効果を得ることのできる範囲内であれば、白インク組成物に他の顔料等が混入されているものも含む。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明によれば、インク吸収性のない透光性の記録媒体や明度が低い記録媒体や金属表面に対しても良好な視認性を有する画像を形成でき、さらに画像品質が優れかつ効率がよく取り扱い性のよいインクジェットプリンタ及び画像形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるインクジェットプリンタの要部を示す側面図である。
【図２】図１の変形例によるインクジェットプリンタの要部を示す側面図である。
【図３】図２の変形例によるインクジェットプリンタの要部を示す側面図である。
【図４】図３のフェルト塗布装置の内部構造を示す正面図である。
【図５】図１〜図３のインクジェットプリンタの白インク塗布部の構成例を示す平面図である。
【図６】図１〜図３のインクジェットプリンタの白インク塗布部の別の構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ　　　搬送ローラ
２　　　　　　　印刷部
２ａ　　　　　　記録ヘッド（インクジェットヘッド）
３　　　　　　　ＵＶランプ
５　　　　　　　白インク塗布部
５ａ　　　　　　スプレーガン
６　　　　　　　ＵＶランプ
７ａ　　　　　　フェルト塗布装置
８，１０　　　　塗布部
Ｒ　　　　　　　記録媒体
Ｆ　　　　　　　記録媒体Ｒの搬送方向

Claims

活性光線の照射により硬化可能なインクを記録媒体に吐出するインクジェットヘッドと、
活性光線の照射により硬化可能な白インクを前記記録媒体上にインクジェット以外の方式で塗布する手段と、を備え、
前記白インク塗布及び前記インクジェットヘッドによるプリントを連続的に行うようにしたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記塗布手段は、スプレー塗布、ロール塗布、グラビア塗布、エアナイフ塗布、押出塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、またはフェルト塗布を用いたものであ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タ。
前記塗布手段を前記インクジェットヘッドの上流側に配置した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タ。
前記インクジェットヘッドを前記塗布手段の上流側に配置した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タ。
前記塗布手段を複数設け、前記塗布手段を前記インクジェットヘッドの上流側に配置し、別の前記塗布手段を前記インクジェットヘッドの下流側に配置した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タ。
前記記録媒体を搬送する手段を更に備え、前記記録媒体を搬送することで前記白インク塗布及び前記インクジェットヘッドによるプリントを連読的に行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
前記白インクを塗布した後に活性光線を照射する第１の照射手段と、前記インクを吐出した後に活性光線を照射する第２の照射手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
前記塗布手段が前記記録媒体の幅方向に往復移動するシリアルタイプに構成され、前記塗布手段の移動方向の両側に前記第１の照射手段を設けた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タ。
前記塗布手段及び前記第１の照射手段がともに前記記録媒体の幅方向に延びたラインタイプに構成されたことを特徴とする請求項７項に記載のインクジェットプリンタ。
前記活性光線が紫外線であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
前記記録媒体が透光性であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
前記記録媒体が非吸収性であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
活性光線の照射により硬化可能な白インクを記録媒体上にインクジェット以外の方式で塗布する工程と、
前記白インクを塗布した記録媒体に活性光線を照射する工程と、
前記白インクが硬化した記録媒体に対し活性光線の照射により硬化可能なインクをインクジェット方式で吐出する工程と、
前記白インク上にインクを吐出した記録媒体に活性光線を照射する工程と、を含むことを特徴とする画像形成方法。
記録媒体に対し活性光線の照射により硬化可能なインクをインクジェット方式で吐出する工程と、
前記インクを吐出した記録媒体に活性光線を照射する工程と、
前記インクを吐出した領域を含む記録媒体上に活性光線の照射により硬化可能な白インクをインクジェット以外の方式で塗布する工程と、
前記白インクを塗布した記録媒体に活性光線を照射する工程と、を含むことを特徴とする画像形成方法。
前記白インクの塗布及び前記インクによるプリントを、この順に、または逆の順に、前記記録媒体を搬送することで連続的に行うことを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像形成方法。
前記白インクの塗布を、スプレー塗布、ロール塗布、グラビア塗布、エアナイフ塗布、押出塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、またはフェルト塗布により行うことを特徴とする請求項１３，１４または１５に記載の画像形成方法。
前記活性光線が紫外線であることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成方法。
前記記録媒体が透光性であることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成方法。
前記記録媒体が非吸収性であることを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成方法。