JP2004209705A - 活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像形成装置の調整により、記録材料やインクの種類、作業環境による変動をあまり受けず、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式の長所である良好な色調や階調性を常に保持し、銀塩写真に匹敵する画質を得ることが出来る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物を提供する。
【解決手段】活性エネルギー線硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置において、該活性エネルギー線照射の際の照度を調整する手段を有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【選択図】 図２
【解決手段】活性エネルギー線硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置において、該活性エネルギー線照射の際の照度を調整する手段を有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物に関するものである。
【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、制御する記録装置や、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、専用紙を必要とするインクジェットシステムは、記録媒体が制限されることで、記録媒体のコストアップが問題となるのは勿論、その使用範囲を決定的に小さくしてしまう。そこで、専用紙と異なる記録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、記録後活性エネルギー線により架橋させる活性エネルギー線硬化型インクジェット方式などである（代表的には紫外線（ＵＶ）光を用いるため紫外線硬化型インクジェット方式ということもある）。
【０００４】
中でも、活性エネルギー線硬化型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り、例えば、特公平５−５４６６７号公報、特開平６−２００２０４号公報、特表２０００−５０４７７８号公報において、そのインク技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、これらのインクを用いたとしても、記録媒体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、すべての記録媒体に対して、高精細な画像を形成することは極めて困難である。
【０００６】
例えば、活性エネルギー線（紫外線）硬化型インクとしては、アクリル系組成物を中心としたラジカル重合型紫外線硬化型インクとカチオン重合型紫外線硬化型インクがある。
【０００７】
ラジカル重合型紫外線硬化型インクは、その重合メカニズム上、酸素が介在した環境では酸素阻害作用を受けるため硬化性が低下する問題がある。一方、カチオン重合型紫外線硬化型インクは、酸素阻害作用をうけることがないが、重合反応の性質上、やや反応が遅く湿度の影響等により特性がバラツキやすいといった問題がある。
【０００８】
活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式については、用いるインク、インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法等について、すでに多くの技術が知られている。しかし、例えば、特開平５−１８６７２５号、特開２００１−１５８８６５号、特開２００１−１５０７９４号の各公報には紫外線照射時間、露光量の記載はあるが、光量調整手段についての記載はない。また、特開平７−４１７１２号、特開平１０−２５００５２号の各公報には、紫外線照射時の露光量、ランプの位置についての記載はあるが、光量調整手段についての具体的な記載はない。
【０００９】
一方、特開２００１−１３１４５２号公報には、紫外線下を搬送して照射する記録媒体の搬送速度を変えて、紫外線照射光量を調整できるとの記載がある。しかし、この方法だと、紫外線光量を増大させるには搬送速度を遅くする必要があり、生産性を低下させることは明らかであり、しかも、得られた画像が期待するほどには良好でない等の問題がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１５０７９４号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００１−１３１４５２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題を解決することにある。
【００１３】
即ち、本発明の目的は、画像形成装置の調整により、記録材料やインクの種類、作業環境による変動をあまり受けず、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式の長所である良好な色調や階調性を常に保持し、銀塩写真に匹敵する画質を得ることが出来る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者等は鋭意検討した結果、本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置は、光源と記録媒体間に照度調整手段を設けることにより、インクや記録媒体の特性により活性エネルギー線の照度を適正に調整してやれば、インクと記録媒体の特性にあまり影響されず常に高画質な画像がえられることが判明した。
【００１５】
即ち、本発明の目的は、下記構成のいずれかを採ることにより達成できることがわかった。
【００１６】
〔１〕 活性エネルギー線硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置において、該活性エネルギー線照射の際の照度を調整する手段を有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【００１７】
〔２〕 活性エネルギー線の照度調整手段が、光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けた絞り、シャッター、ルーバまたはフィルターの少なくとも一つからなることを特徴とする〔１〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【００１８】
〔３〕 ２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である活性エネルギー線硬化型インクを用いることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【００１９】
〔４〕 光カチオン重合硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法において、該活性エネルギー線照射光源と記録媒体の間に、照度を調整する手段を設けることを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法。
【００２０】
〔５〕 ２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である光カチオン重合硬化型インクを用いて行うことを特徴とする〔４〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法。
【００２１】
〔６〕 記録媒体に〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置により印刷したことを特徴とする印刷物。
【００２２】
〔７〕 記録媒体に〔４〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法により印刷したこと特徴とする印刷物。
【００２３】
従来の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置では、露光量の調整手段がないため、使用できる活性エネルギー線硬化型インクジェット用インクや記録媒体が制限されるという問題点があった。記録媒体の搬送速度を変化させて、光量を調整する試みはなされたことがあるが、生産性を低下させるという問題点の他に、画質の向上効果が充分には得られない。
【００２４】
しかし、本発明の様に、活性エネルギー線照射時間ではなく、活性エネルギー線照射強度を変化させることにより、記録媒体とインクに適合した照射量に制御すれば、極めて多種類の記録媒体とインクの組み合わせにおいて、高画質画像が得られることがわかった。
【００２５】
その理由は明らかではないが、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式の良好な画質や仕上がり画像の高い堅牢性、耐久性といった特性を発揮するには、適正な硬化速度が必要であり、それには活性エネルギー線全体の光量ではなく、適正な照度（光強度）が必要なのであろう。
【００２６】
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置において、光強度をコントロールする手段は、特に限定はない。例えば、光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けた絞り、シャッター、ルーバまたはフィルターの少なくとも一つであることが望ましい。これにより、使用できる活性エネルギー線硬化型インクジェット用インクや記録媒体の適用範囲が拡大し、さらに生産性を低下させることなく、インクジェット記録が行え、所望の印刷物を提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に用いられる光活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置とその光活性エネルギー線強度（照度）調整手段、用いられる活性エネルギー線硬化型インク、画像の記録媒体等について説明する。
【００２８】
〔光活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置とその光活性エネルギー線強度調整手段〕
本発明に係る照度調整手段を有する活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置は、例えば光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けたルーバまたはフィルターの少なくとも一つからなる照度調整手段を有するものであれば、特に制限はなく用いられる。
【００２９】
図１に示すように、本発明の実施形態を示すインクジェットプリンタ１は、ヘッドキャリッジ２に搭載され、該ヘッドキャリッジ２の移動に伴い記録紙（記録媒体）Ｐに沿って走査しつつ該記録紙Ｐ上に紫外線硬化インクを射出して着弾させるヘッド３と、このヘッド３により記録紙Ｐ上に射出され着弾した紫外線硬化インクを硬化定着させるための紫外線を出力する紫外線光源４と、この紫外線光源４より出力される紫外線を誘導する光路系５（図２）と、ヘッドキャリッジ２を移動の際に長手方向に沿って（矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に沿って）案内するガイドレール６と、記録紙Ｐを記録の際に搬送する搬送手段（図示略）と、ヘッド３のキャリッジ２（および各ヘッド３）の各部の制御を行う図示しない制御部等を備えて概略構成されている。
【００３０】
このうち、ヘッドキャリッジ２には、光路系５を構成する構成要素（後述）の一部と、例えば印刷に用いる各色毎に１つずつのヘッド３（本実施形態の場合、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、Ｂ（ブラック）と４つのヘッド３）等が設けられている。
【００３１】
各ヘッド３は、各々対応する色の紫外線硬化インクを射出するノズルの射出口（図示略）を、例えば各々の下面に備えている。
【００３２】
また、紫外線光源４はヘッドキャリッジ２と別体に配されている。しかも、紫外線光源４は、ヘッドキャリッジ２の移動範囲外に照度を調整する手段７と共に配されている。
【００３３】
次に、光路系５を説明する。
図２に示すように、光路系５には、平行変換手段として例示するコリメータレンズ５１と、方向変更手段として例示するプリズム５２と、集束手段として例示するシリンドリカルレンズ５３とが、この順に、紫外線光源４より出力される紫外線の進行方向に沿って配され、照度調整手段７がその途中に配されている。
【００３４】
このうち、コリメータレンズ５１は、紫外線光源４からの紫外線を透過により平行光に変換する。ここで、コリメータレンズ５１を透過後の紫外線の向きが、ヘッド３の走査の際の動線と略一致するように、コリメータレンズ５１および紫外線光源４が配置されている。なお、コリメータレンズ５１を透過後の紫外線の断面形状Ｄ１（進行方向と直交する平面による切断面形状）は、略楕円形又は略円形となる。
【００３５】
プリズム５２は、コリメータレンズ５１を透過することにより平行光となった紫外線の向きを記録紙Ｐ側に変更する。すなわち、紫外線はプリズム５２内に入射して反射し記録紙Ｐ側に向かう。なお、プリズム５２は、例えば図２に示すように直角三角柱状に形成されたものである。このプリズム５２は、▲１▼該プリズム５２の斜面５２ａ（プリズム５２の外面の２つの直角三角形と一辺ずつを共有する矩形面）に対しコリメータレンズ５１からの紫外線が斜めに入射し、▲２▼該プリズム５２の斜面５２ａとは異なる１つの矩形面５２ｂが記録紙Ｐ（シリンドリカルレンズ５３）と逆を向くように配されている。従って、このプリズム５２により向きを変更された紫外線の断面形状Ｄ２（進行方向と直交する平面による切断面形状）は、矩形状となる。
【００３６】
シリンドリカルレンズ５３は、プリズム５２により記録紙Ｐ側に向きを変更された紫外線を記録紙Ｐ上に集束させる。このシリンドリカルレンズ５３は、図２に示すように蒲鉾状の凸レンズであり、突出方向が記録紙Ｐと逆を向くように配されている。従って、シリンドリカルレンズ５３を透過することにより紫外線は矢印Ｃ方向に集束する。
【００３７】
なお、図１及び２では、照度調整手段７はコリメータレンズ５１とプリズム５２の間に配置されているが、配置される位置は、プリズム５２とシリンドリカルレンズ５３の間でも、シリンドリカルレンズ５３と記録媒体Ｐの間でも本発明の目的を達成できるなら良いことは説明を要しないであろう。
【００３８】
また、例えば図３に示すように、記録紙Ｐ上への紫外線硬化インクの着弾可能領域Ｔよりも幅広（例えば走査方向（矢印方向）と直交する方向において幅広）の紫外線光束Ｋを該記録紙Ｐ上に照射することができるように、紫外線光源４、コリメータレンズ５１、プリズム５２およびシリンドリカルレンズ５３等の配置や寸法形状が設定されている。
【００３９】
さらに、紫外線硬化インクの射出の際のヘッドキャリッジ２の移動方向において、紫外線光束Ｋの照射領域が、着弾可能領域Ｔよりも、後ろ、かつ、該着弾可能領域Ｔの近傍となるように、ヘッド３、紫外線光源４、コリメータレンズ５１、プリズム５２およびシリンドリカルレンズ５３等が配置されている。
【００４０】
なお、光路系５の構成要素のうち、例えばシリンドリカルレンズ５３とプリズム５２とは、図１に示すようにヘッドキャリッジ２に設けられている。
【００４１】
このように、インクジェットプリンタ１では、紫外線光源４がヘッドキャリッジ２と別体に配され、紫外線光源４からの紫外線を、光路系５により空間を介して誘導して記録紙Ｐ上に照射するように構成されている。
【００４２】
次に、本実施形態のインクジェットプリンタ１を用いて行う印刷の態様について説明する。
【００４３】
実際の画像形成にあたっては、まず、例えば図４にフローを示す如き操作により、用いられるインクと記録媒体、周囲の環境条件等に鑑みて適正な紫外線照度を決める。その上で記録媒体上の照度が適正であるかをチェックし、修正を要する様であれば、更に照度調整手段たる照度調節機構を作動させて、記録媒体上で適正な照度となるようにする。この操作が完了すれば画像形成を開始することになる。
【００４４】
画像形成（印刷）は、ヘッドキャリッジを図１の矢印Ａ方向に移動させるのに伴わせてヘッド３を記録紙Ｐに沿って走査しつつ該ヘッド３より紫外線硬化インクを記録紙Ｐ上に射出し着弾させ、該着弾可能領域Ｔに光路系５を介して紫外線光源４からの紫外線（紫外線光束Ｋ）を照射し、硬化定着させて行う。また、この際、記録紙Ｐは、ヘッドキャリッジ２の移動に同期させて、例えば図１において手前から奥に向け搬送手段により搬送する。
【００４５】
ここで、紫外線光束Ｋの照射領域が、紫外線硬化インクの射出の際のヘッドキャリッジ２の移動方向において、着弾可能領域Ｔ近傍となるので、紫外線硬化インクを記録紙Ｐ上に着弾させた後、紫外線照射により硬化定着するまでの時間を短縮できる。この結果、周囲環境や射出条件等に拘わらず画像色精度を良好にすることができる。
【００４６】
また、記録紙Ｐ上への紫外線硬化インクの射出と紫外線照射とを同一工程で行うことができるため、インク射出後、別途、紫外線照射工程を設ける必要が無くなる。よって、全画像書き込みに要する処理時間を短縮することもできる。
【００４７】
しかも、紫外線光源４がヘッドキャリッジ２と別体に配されているため、ヘッドキャリッジ２の駆動系を極力簡素に構成することができ、装置の大型化を抑制することができるとともにコスト高となることも防止できる。
【００４８】
また、紫外線光源４が、ヘッドキャリッジ２の移動範囲外に配されているので、紫外線光源４がヘッドキャリッジ２の移動の妨げにならない。
【００４９】
さらに、記録紙Ｐ上への紫外線硬化インクの着弾可能領域Ｔよりも幅広の紫外線光束を該記録媒体上に照射するので、確実に着弾可能領域Ｔの紫外線硬化インクを照射して記録紙Ｐ上に硬化定着させることができる。
【００５０】
しかも、シリンドリカルレンズ５３等の集束手段により紫外線を集束させるので、同じ光度の光源を用いた場合にも記録紙Ｐ上に高照度の紫外線を照射することができる。
【００５１】
加えて、コリメータレンズ５１を透過後の紫外線の向きが、ヘッド３の走査方向と略等しく設定されているので、該透過後の紫外線をヘッド３の走査位置に拘わらず確実にプリズム５２により捕捉して記録紙Ｐ側に向きを変更することができる。
【００５２】
活性エネルギー線としては、活性エネルギー線硬化型インク中に重合活性剤を発生させるエネルギーを有するものであればよく、紫外線、Ｘ線、γ線等の電磁波等が挙げられるが、紫外線が代表的なものといえる。具体的な光源として、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ブラックライト、高圧水銀ランプ、無電極ＵＶランプ、ＵＶレーザー、冷陰極管、ＬＥＤ等を好ましく用いることができる。また、ウシオ電機製オプティカルモデュレックス等の光ファイバー型光源を用いて、ファイバーをインクジェットヘッドの横に設置し、ヘッドの動きに連動可能にすれば、印字直後に紫外線を照射することもできる。
【００５３】
本発明では、活性エネルギー線の照度調整手段には特に限定はないが、光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けた絞り、シャッター、ルーバまたはフィルター等の照度調整手段が有効に用いられる。
【００５４】
また、光源に付与する印加電圧のコントロール手段としては、例えば特開平１０−１７２７８５号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源の数としては、例えば特開平１０−１６５８８５号公報等に記載の複数本の光源を設け、そのうち何本を点灯させるかをコントローラーで制御することができる。光源と記録媒体間の距離については、例えば特開平８−３２２９１４公報等に記載の装置および方法を用いることができる。
【００５５】
さらに、光源と記録媒体間に設けた絞りとしては、例えば特開２００２−２１４７０１号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源と記録媒体間に設けたシャッターとしては、例えば実開平５−５１９３０号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源と記録媒体間に設けたルーバとしては、例えば特開平１０−１６５８８５号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源と記録媒体間に設けたフィルターとしては、例えば特開平５−８８１１９号、特開平１０−３０１５１６号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。
【００５６】
本発明における画像形成において、インクの吐出条件としては、記録ヘッド及びインクを３０〜１００℃に加熱し、吐出することが吐出安定性の点で好ましい。活性エネルギー線硬化型インクは、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必要である。インク温度の制御幅としては、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。
【００５７】
また、本発明では、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。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が必要であるが、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り、インクに酸増殖剤（後述）を添加するのが好ましい。
【００５８】
本発明の画像記録方法においては、発生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。
【００５９】
活性エネルギー線（紫外線）の照射方法として、その基本的な方法が特開昭６０−１３２７６７号公報にも開示されている。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。
【００６０】
米国特許第６，１４５，９７９号明細書では、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、記録部へ紫外線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、これらのいずれの照射方法も用いることができる。
【００６１】
本発明では、硬化に有効な波長域における最高照度が０．１〜５０ｍＷ／ｃｍ2の低照度の紫外線を用いることが好ましい。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、滲みを抑制のために、硬化に有効な波長域における最高照度が５０ｍＷ／ｃｍ2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、これらの光源を用いると、特にシュリンクラベルなどでは、記録媒体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った。本発明では、後述する酸増殖剤を用いることで、硬化に有効な波長域における最高照度が０．１〜５０ｍＷ／ｃｍ2の低照度の紫外線を用いても、高精細な画像を形成でき、かつ、記録媒体の収縮もない。
【００６２】
上述のように活性エネルギー線硬化型インクは、インクジェットー記録方式により記録媒体上に吐出、描画し、次いで適正照度の紫外線（活性エネルギー線）を照射されてインクは硬化されることになる。
【００６３】
次にインクジェットプリンタとして上記とやや異なる態様のものを示す。
図５はインクジェットのヘッドが画像形成全幅にわたりライン状に並んでいる形態を有する画像形成装置の例を示している。この場合は、紫外線（活性エネルギー線）も画像形成全幅にわたり一期に照射されるよう活性エネルギー線（紫外線）照射装置８を配置した方が好ましく、そのようなインクジェットプリンタ１の概略構成図を示す。プリンタＡは１個のインクジェットのヘッド３で印字した直後に紫外線を照射する紫外線照射装置８が配置されており、プリンタＢはインクジェットのヘッド３と紫外線照射装置８が交互に配置され、多段に印字され、多段に照射が行われる配置となっており、プリンタＣはインクジェットのヘッド３で多段に印字した後、最後に紫外線照射装置が配置されている。
【００６４】
本発明の実施態様としては、これらのいずれのものにも適用できる。特にこの様な形態においては、紫外線照射装置の光源として小さな発光部材を用いれば、紫外線照射装置８に多数の光源をライン状に並べてしまうことも出来る。
【００６５】
〔活性エネルギー線硬化型インク〕
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インク（単に「インク」と記すこともある）は、従来公知のラジカル重合型やカチオン重合型のいずれのインクも用いられるが、カチオン重合型の活性エネルギー線硬化型インクがより好ましく用いられる。
【００６６】
本発明に用いられるカチオン重合型活性エネルギー線硬化型インクの組成物としては、光カチオン重合性モノマー、カチオン性重合開始剤、色材（着色剤）等がある。
【００６７】
例えば、光カチオン重合性モノマーとしては、各種公知のカチオン重合性のモノマーが使用できる。例えば、特開平６−９７１４号、特開２００１−３１８９２号、特開２００１−４００６８号、特開２００１−５５５０７号、特開２００１−３１０９３８号、特開２００１−３１０９３７号、特開２００１−２２０５２６号の各公報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、オキセタン化合物などが挙げられる。本発明においては、インク硬化の際の記録媒体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させることが好ましい。
【００６８】
本発明のオキセタン化合物とは、オキセタン環を有する化合物で、特開２００１−２２０５２６号、特開２００１−３１０９３７号の各公報に紹介されている如き化合物である。但し、オキセタン環が５個以上である化合物は組成物の粘度が高くなる、硬化物の粘着性が十分でなくなる等で取り扱いが困難になりがちである。従って、オキセタン環が１〜４個である化合物が好ましい。
【００６９】
本発明で使用する分子中に１個以上のオキセタン基を有する化合物は、種々のものが使用できる。１個のオキセタン環を有する化合物としては、具体的には下記一般式（４）で示される化合物等が挙げられる。
【００７０】
【化１】
【００７１】
一般式（４）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。
【００７２】
つぎに、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（５）で示される化合物等が挙げられる。
【００７３】
【化２】
【００７４】
一般式（５）において、Ｒ1は、前記一般式（４）におけるものと同様の基である。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。
【００７５】
又、Ｒ3は、下記一般式（６）、（７）及び（８）で示される基から選択される多価基でもある。
【００７６】
【化３】
【００７７】
一般式（６）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。
【００７８】
【化４】
【００７９】
一般式（７）において、Ｒ5は、酸素原子、硫黄原子、メチレン基、ＮＨ、ＳＯ、ＳＯ2、Ｃ（ＣＦ3）2又はＣ（ＣＨ3）2である。
【００８０】
【化５】
【００８１】
一般式（８）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、０〜２０００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（９）で示される基から選択される多価基でもある。
【００８２】
【化６】
【００８３】
一般式（９）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、０〜１００の整数である。２個のオキセタン環を有する化合物の具体例としては、下記構造式（１０）及び（１１）で示される化合物等が挙げられる。
【００８４】
【化７】
【００８５】
構造式（１０）で示される化合物は、一般式（５）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。
【００８６】
【化８】
【００８７】
構造式（１１）で示される化合物は、一般式（５）において、Ｒ1がエチル基、Ｒ3が一般式（８）でＲ6及びＲ7がメチル基、ｎが１である化合物である。
【００８８】
２個のオキセタン環を有する化合物において、上記した化合物以外の好ましい例としては、下記一般式（１２）で示される化合物がある。
【００８９】
【化９】
【００９０】
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（１３）で示される化合物等が挙げられる。
【００９１】
【化１０】
【００９２】
一般式（１３）において、Ｒ1は、前記一般式（４）におけるものと同様の基である。Ｒ9は、例えば下記一般式（１４）又は構造式（１５）、（１６）で示される基等の炭素数１〜１２の分枝状アルキレン基、下記一般式（１７）で示される基等の分枝状ポリ（アルキレンオキシ）基又は下記構造式（１８）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。
【００９３】
【化１１】
【００９４】
〔一般式（１４）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。〕
【００９５】
【化１２】
【００９６】
【化１３】
【００９７】
【化１４】
【００９８】
〔一般式（１７）において、ｐは１〜１０の整数である。〕
【００９９】
【化１５】
【０１００】
３〜４個のオキセタン環を有する化合物の具体例としては、下記構造式（１９）で示される化合物等が挙げられる。
【０１０１】
【化１６】
【０１０２】
さらに、上記した以外の分子中に１個以上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（２０）で示される化合物がある。
【０１０３】
【化１７】
【０１０４】
一般式（２０）において、Ｒ8は一般式（９）におけるものと同様の基である。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。
【０１０５】
本発明で使用するオキセタン化合物のより好ましい例としては、以下に示す化合物がある。
【０１０６】
【化１８】
【０１０７】
又、これら以外にも、分子量１０００〜５０００程度の高分子量を有する、分子中に１個以上のオキセタン基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。
【０１０８】
【化１９】
【０１０９】
ここで、ｐは２０〜２００である。
【０１１０】
【化２０】
【０１１１】
ここで、ｑは１５〜１００である。
【０１１２】
【化２１】
【０１１３】
ここで、ｓは２０〜２００である。
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。
【０１１４】
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つて得られる、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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
これらのエポキシドのうち、速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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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ページ参照）。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、ホスホニウムなど芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ6Ｆ5）4 -、ＰＦ6 -、ＡｓＦ6 -、ＳｂＦ6 -、ＣＦ3ＳＯ3 -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。オニウム化合物の具体的な例を以下に示す。
【０１２０】
【化２２】
【０１２１】
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。
【０１２２】
【化２３】
【０１２３】
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。
【０１２４】
【化２４】
【０１２５】
第４に、鉄アレン錯体を挙げることができる。
【０１２６】
【化２５】
【０１２７】
本発明のインクは、特開平８−２４８５６１号、特開平９−３４１０６号の各公報をはじめてとし、既に公知となっている活性エネルギー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向上を可能とする。
【０１２８】
本発明に係るインクでは、対イオンとしてアリールボレート化合物を有するジアゾニウム、ヨードニウム又はスルホニウムの芳香族オニウム化合物、鉄アレン錯体から選ばれる少なくとも１種の光酸発生剤が含有されることが好ましい。
【０１２９】
上述の色材としては、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。
【０１３０】
本発明で好ましく用いることのできる顔料を、以下に列挙する。
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ−１、３、１２、１３、１４、１７、４２、８１、８３、８７、９５、１０９
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ−１６、３６、３８
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
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ−１９、２３
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ−１５：１、１５：３、１５：４、１８、６０、２７、２９
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ−７、３６
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ−６、１８、２１
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ−７
また、本発明において、プラスチックフィルムのような透明な記録媒体で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、軟包装画像形成、ラベル画像形成においては、白インクを用いることが好ましいが、吐出量が多くなるため、前述した吐出安定性、記録媒体Ｒのカール・しわの発生の観点から、自ずと使用量に関しては制限がある。
【０１３１】
上記顔料の分散には、例えば、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。分散剤としては、高分子分散剤を用いることが好ましく、高分子分散剤としてはＡｖｅｃｉａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。
【０１３２】
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。これらの分散剤および分散助剤は、顔料１００質量部に対し、１〜５０質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を用いて行うが、本発明に用いる照射線硬化型インクでは、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（揮発性有機化合物）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。
【０１３３】
顔料の分散は、顔料粒子の平均粒径を０．０８〜０．５μｍとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μｍ、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、ろ過条件を適宜設定する。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、インク透明性および硬化感度を維持することができる。
【０１３４】
本発明に係るインクにおいては、色材濃度としては、インク全体の１〜１０質量％であることが好ましい。
【０１３５】
本発明のインクには、酸増殖剤を添加することが好ましい。酸増殖剤は比較的強い酸の残基で置換された化合物であって、比較的容易に脱離反応を引き起こして、酸を発生する化合物である。従って、酸触媒反応によって、この脱離反応を大幅に活性化させることができ、酸の不存在下では安定であるが、酸の存在下では容易に酸を生成させることが可能となる。酸触媒反応によって分解して再び酸を発生する。一回の反応で１つ以上の酸が増えており、反応の進行に伴って加速的に反応が進む。発生した酸自体が自己分解を誘起するために、ここで発生する酸の強度は酸解離定数（ｐＫａ）で３以下であり、特に２以下であることが望ましい。これより弱い酸であれば、自己分解を引き起こすことができない。このような酸として、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、トリフェニルホスホン酸などを挙げることができる。具体的には、以下の化合物を例示することができる。第１に下記一般式（１）で表される有機酸エステル化合物を挙げることができる。
【０１３６】
【化２６】
【０１３７】
式中、Ａ1は炭素数１〜６のアルキル基またはアリール基を示し、Ａ2は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ａ3はビス（ｐ−アルコキシフェニル）メチル基、２−アルキル−２−プロピル基、２−アリール−２−プロピル基、シクロヘキシル基またはテトラヒドロピラニル基を示し、Ｚは酸解離定数（ｐＫａ）が３以下である酸の残基を示す。
【０１３８】
この化合物に酸が作用すると、エステル基が分解してカルボン酸となり、これがさらに脱カルボン酸を起こし、酸（ＺＯＨ）が容易に脱離する。具体的化合物を以下に示す。
【０１３９】
【化２７】
【０１４０】
第２に下記一般式（２）で表されるアセタール基またはケタール基を持つ有機酸エステルを挙げることができる。
【０１４１】
【化２８】
【０１４２】
式中、Ｚは前記と同じ意味を持ち、Ｂ1は水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｂ2、Ｂ3はメチル基もしくはエチル基、あるいは両者でエチレン基またはプロピレン基を形成し、Ｂ4は水素原子またはメチル基を示す。
【０１４３】
この化合物は酸の作用でアセタールまたはケタールが分解して、β−アルデヒドまたはケトンとなり、これからＺＯＨが容易に脱離する。具体的化合物を以下に示す。
【０１４４】
【化２９】
【０１４５】
第３に下記一般式（３）で表される有機酸エステルを挙げることができる。
【０１４６】
【化３０】
【０１４７】
式中、Ｚは前記と同じ意味を持ち、Ｄ1、Ｄ2は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基またはアリール基を示し、Ｄ2、Ｄ3は炭素数１〜６のアルキル基、あるいは双方で脂環状構造を形成するアルキレン基または置換アルキレン基を示す。
【０１４８】
この化合物は酸触媒によって水酸基が脱離してカルボカチオンを形成し、水素移動してからＺＯＨが発生するものと推定される。具体的化合物を以下に示す。
【０１４９】
【化３１】
【０１５０】
その他としては、有機過酸化物、例えばメチルエチルケトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のアシルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド等も挙げられる。
【０１５１】
紫外線照射で用いる光源の例としては、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、ＬＥＤをなどがあるが、これらに限定されない。
【０１５２】
本発明に係るインクには、上記説明した以外に様々な添加剤を用いることができる。例えば、インク組成物の保存性を高めるため、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加することができる。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。この他にも、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。
【０１５３】
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、その使用量は０．１〜５％の範囲であり、好ましくは０．１〜３％である。また、ラジカル重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
【０１５４】
ここで、インクが着弾し、紫外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。スクリーン画像形成分野では、総インク膜厚が２０μｍを越えているのが現状であるが、記録媒体が薄いプラスチック材料であることが多い軟包装画像形成分野では、前述した記録媒体のカール・しわの問題でだけでなく、画像形成物全体のこしや質感が変わってしまうという問題が有るため使えない。
【０１５５】
本発明においては、２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である活性エネルギー線硬化型インクが好ましく用いられる。５０ｍＰａ・ｓを超える粘度のインクでは、インクジェットヘッドをインクが熱変性を起こさない範囲での加熱では、ヘッドからのインクの吐出性が劣化してしまう。
【０１５６】
〔本発明に用いる記録媒体〕
本発明で用いることのできる記録媒体（基体、基材ともいう）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およびそのフィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、ＰＥＴ（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（延伸ポリ塩化ビニル）フィルム、ＰＥ（ポリエチレン）フィルム、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムを挙げることができる。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（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンの共重合体）、ポリアセタール、ＰＶＡ（ポロビニルアルコール）、ゴム類などが使用できる。
【０１５７】
また、金属類や、ガラス類にも適用可能である。これらの記録媒体の中でも、特に熱でシュリンク可能な、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰ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。
【０１５８】
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、記録媒体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。本発明の構成では、表面エネルギーの低いＯＰＰ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３５〜６０ｍＮ／ｍの広範囲の記録媒体に良好な高精細な画像を形成できる。
【０１５９】
本発明において、包装の費用や生産コスト等の記録媒体のコスト、プリントの作製効率、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）な記録媒体Ｒを使用する方が有利である。
【０１６０】
【実施例】
次に、本発明を実施例を示して説明するが、無論、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１６１】
《インク組成物の調製》
下記の各組成物を混合、撹拌した後、得られた溶液をフィルターでろ過して、２種の色違いのインクを得た。２３℃での粘度はそれぞれシアン色インクが４０ｍＰａ・ｓ、黒インクが４５ｍＰａ・ｓであった。
【０１６２】
インク組成物
《インクジェット記録》
図１に記載のインクジェット記録装置によって、表１に記載のＵＶ光照射条件にて、各種記録媒体に画像形成を行った。
【０１６３】
《記録媒体》
下記３種類のものを用いた。
【０１６４】
記録媒体１：キャスコート紙
記録媒体２：ポリプロピレンフィルム
記録媒体３：ポリエチレンテレフタレートフィルム
《ＵＶ光照射光源》
基本的な照度を変えるため、下記２種類のものを用いた。
【０１６５】
ＵＶ光照射光源１：高圧水銀ランプ、８０Ｗ（日本電池社製 ＨＮ−６４ＮＬ）を３本並列にして用いた。
【０１６６】
ＵＶ光照射光源２：高圧水銀ランプ、８０Ｗ（日本電池社製 ＨＮ−６４ＮＬ）を１本用いた。
【０１６７】
これらを各組み合せて、下記表１に示す条件にて特性の評価を行った。
【０１６８】
【表１】
【０１６９】
《評価項目と基準》
１．ドット径の形状、均一性
記録媒体に印字定着したドットの形状をルーペで拡大評価した。
【０１７０】
◎・・・ガサツキがなく、ドット形状が真円
○・・・僅かにガサツキが見えるが、ドット形状は真円
△・・・ガサツキが見え、ドット形状がやや乱れる（実用的には問題）
×・・・ガサツキが見え、ドット形状も悪い（実用的には問題）
２．記録媒体との接着性
ベタ画像表面に、剃刀で縦横６本ずつの記録媒体までは到達しない切り込みを入れ、２５個の升目をつけた。この上に幅２５ｍｍのセロテープ（Ｒ）を張り付けて強く圧着した後、９０°の剥離角度で素早く剥離し、剥離した升目数を計測し、下記の基準に則りＡ〜Ｅのランクに分けを行った。
【０１７１】
Ａ：全ての升目が剥離しなかった
Ｂ：剥離した升目数が１〜５個であった
Ｃ：剥離した升目数が６〜１０個であった
Ｄ：剥離した升目数が１１〜２０個であった（実用的には問題）
Ｅ：剥離した升目数が２１個以上であった（実用的には問題）
結果は、下記表２に示す如くである。
【０１７２】
【表２】
【０１７３】
本発明内の実施例１〜５のものは、搬送速度が速いので生産性は勿論良いが、その上、色の異なるインクおよび記録媒体の種類を変えた場合にも、記録媒体上に形成されるドットが真円に近く、かつ均一で、良好な画質が形成され、しかも、記録媒体とインクの接着性も良いことがわかる。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明により、画像形成装置の調整により、記録媒体やインクの種類、作業環境による変動をあまり受けず、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式の長所である良好な色調や階調性を常に保持し、銀塩写真に匹敵する画質を得ることが出来る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタを示す全体構成図
【図２】図１のインクジェットプリンタの光路系を示す概要斜視図。
【図３】記録媒体上への紫外線硬化インクの着弾可能領域および紫外線の照射態様を示す平面図。
【図４】インクと記録媒体、周囲の環境条件等に鑑みて適正な紫外線照度を決めるフローを示す図。
【図５】インクジェットのヘッドが画像形成全幅にわたりライン状に並んでいる画像形成装置の例を示す概要構成図。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
２ ヘッドキャリッジ
３ ヘッド
４ 紫外線光源
７ 照度を調整する手段（照度調整手段）
８ 活性エネルギー線（紫外線）照射装置
５１ コリメータレンズ（平行変換手段）
５２ プリズム（方向変換手段）
５３ シリンドリカルレンズ（集束手段）
Ｐ 記録媒体（記録紙）
Ｔ 着弾可能領域
Ｋ 紫外線光束
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物に関するものである。
【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、制御する記録装置や、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、専用紙を必要とするインクジェットシステムは、記録媒体が制限されることで、記録媒体のコストアップが問題となるのは勿論、その使用範囲を決定的に小さくしてしまう。そこで、専用紙と異なる記録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、記録後活性エネルギー線により架橋させる活性エネルギー線硬化型インクジェット方式などである（代表的には紫外線（ＵＶ）光を用いるため紫外線硬化型インクジェット方式ということもある）。
【０００４】
中でも、活性エネルギー線硬化型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り、例えば、特公平５−５４６６７号公報、特開平６−２００２０４号公報、特表２０００−５０４７７８号公報において、そのインク技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、これらのインクを用いたとしても、記録媒体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、すべての記録媒体に対して、高精細な画像を形成することは極めて困難である。
【０００６】
例えば、活性エネルギー線（紫外線）硬化型インクとしては、アクリル系組成物を中心としたラジカル重合型紫外線硬化型インクとカチオン重合型紫外線硬化型インクがある。
【０００７】
ラジカル重合型紫外線硬化型インクは、その重合メカニズム上、酸素が介在した環境では酸素阻害作用を受けるため硬化性が低下する問題がある。一方、カチオン重合型紫外線硬化型インクは、酸素阻害作用をうけることがないが、重合反応の性質上、やや反応が遅く湿度の影響等により特性がバラツキやすいといった問題がある。
【０００８】
活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式については、用いるインク、インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法等について、すでに多くの技術が知られている。しかし、例えば、特開平５−１８６７２５号、特開２００１−１５８８６５号、特開２００１−１５０７９４号の各公報には紫外線照射時間、露光量の記載はあるが、光量調整手段についての記載はない。また、特開平７−４１７１２号、特開平１０−２５００５２号の各公報には、紫外線照射時の露光量、ランプの位置についての記載はあるが、光量調整手段についての具体的な記載はない。
【０００９】
一方、特開２００１−１３１４５２号公報には、紫外線下を搬送して照射する記録媒体の搬送速度を変えて、紫外線照射光量を調整できるとの記載がある。しかし、この方法だと、紫外線光量を増大させるには搬送速度を遅くする必要があり、生産性を低下させることは明らかであり、しかも、得られた画像が期待するほどには良好でない等の問題がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１５０７９４号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００１−１３１４５２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題を解決することにある。
【００１３】
即ち、本発明の目的は、画像形成装置の調整により、記録材料やインクの種類、作業環境による変動をあまり受けず、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式の長所である良好な色調や階調性を常に保持し、銀塩写真に匹敵する画質を得ることが出来る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者等は鋭意検討した結果、本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置は、光源と記録媒体間に照度調整手段を設けることにより、インクや記録媒体の特性により活性エネルギー線の照度を適正に調整してやれば、インクと記録媒体の特性にあまり影響されず常に高画質な画像がえられることが判明した。
【００１５】
即ち、本発明の目的は、下記構成のいずれかを採ることにより達成できることがわかった。
【００１６】
〔１〕 活性エネルギー線硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置において、該活性エネルギー線照射の際の照度を調整する手段を有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【００１７】
〔２〕 活性エネルギー線の照度調整手段が、光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けた絞り、シャッター、ルーバまたはフィルターの少なくとも一つからなることを特徴とする〔１〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【００１８】
〔３〕 ２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である活性エネルギー線硬化型インクを用いることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
【００１９】
〔４〕 光カチオン重合硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法において、該活性エネルギー線照射光源と記録媒体の間に、照度を調整する手段を設けることを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法。
【００２０】
〔５〕 ２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である光カチオン重合硬化型インクを用いて行うことを特徴とする〔４〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法。
【００２１】
〔６〕 記録媒体に〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置により印刷したことを特徴とする印刷物。
【００２２】
〔７〕 記録媒体に〔４〕記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法により印刷したこと特徴とする印刷物。
【００２３】
従来の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置では、露光量の調整手段がないため、使用できる活性エネルギー線硬化型インクジェット用インクや記録媒体が制限されるという問題点があった。記録媒体の搬送速度を変化させて、光量を調整する試みはなされたことがあるが、生産性を低下させるという問題点の他に、画質の向上効果が充分には得られない。
【００２４】
しかし、本発明の様に、活性エネルギー線照射時間ではなく、活性エネルギー線照射強度を変化させることにより、記録媒体とインクに適合した照射量に制御すれば、極めて多種類の記録媒体とインクの組み合わせにおいて、高画質画像が得られることがわかった。
【００２５】
その理由は明らかではないが、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式の良好な画質や仕上がり画像の高い堅牢性、耐久性といった特性を発揮するには、適正な硬化速度が必要であり、それには活性エネルギー線全体の光量ではなく、適正な照度（光強度）が必要なのであろう。
【００２６】
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置において、光強度をコントロールする手段は、特に限定はない。例えば、光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けた絞り、シャッター、ルーバまたはフィルターの少なくとも一つであることが望ましい。これにより、使用できる活性エネルギー線硬化型インクジェット用インクや記録媒体の適用範囲が拡大し、さらに生産性を低下させることなく、インクジェット記録が行え、所望の印刷物を提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に用いられる光活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置とその光活性エネルギー線強度（照度）調整手段、用いられる活性エネルギー線硬化型インク、画像の記録媒体等について説明する。
【００２８】
〔光活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置とその光活性エネルギー線強度調整手段〕
本発明に係る照度調整手段を有する活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置は、例えば光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けたルーバまたはフィルターの少なくとも一つからなる照度調整手段を有するものであれば、特に制限はなく用いられる。
【００２９】
図１に示すように、本発明の実施形態を示すインクジェットプリンタ１は、ヘッドキャリッジ２に搭載され、該ヘッドキャリッジ２の移動に伴い記録紙（記録媒体）Ｐに沿って走査しつつ該記録紙Ｐ上に紫外線硬化インクを射出して着弾させるヘッド３と、このヘッド３により記録紙Ｐ上に射出され着弾した紫外線硬化インクを硬化定着させるための紫外線を出力する紫外線光源４と、この紫外線光源４より出力される紫外線を誘導する光路系５（図２）と、ヘッドキャリッジ２を移動の際に長手方向に沿って（矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に沿って）案内するガイドレール６と、記録紙Ｐを記録の際に搬送する搬送手段（図示略）と、ヘッド３のキャリッジ２（および各ヘッド３）の各部の制御を行う図示しない制御部等を備えて概略構成されている。
【００３０】
このうち、ヘッドキャリッジ２には、光路系５を構成する構成要素（後述）の一部と、例えば印刷に用いる各色毎に１つずつのヘッド３（本実施形態の場合、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、Ｂ（ブラック）と４つのヘッド３）等が設けられている。
【００３１】
各ヘッド３は、各々対応する色の紫外線硬化インクを射出するノズルの射出口（図示略）を、例えば各々の下面に備えている。
【００３２】
また、紫外線光源４はヘッドキャリッジ２と別体に配されている。しかも、紫外線光源４は、ヘッドキャリッジ２の移動範囲外に照度を調整する手段７と共に配されている。
【００３３】
次に、光路系５を説明する。
図２に示すように、光路系５には、平行変換手段として例示するコリメータレンズ５１と、方向変更手段として例示するプリズム５２と、集束手段として例示するシリンドリカルレンズ５３とが、この順に、紫外線光源４より出力される紫外線の進行方向に沿って配され、照度調整手段７がその途中に配されている。
【００３４】
このうち、コリメータレンズ５１は、紫外線光源４からの紫外線を透過により平行光に変換する。ここで、コリメータレンズ５１を透過後の紫外線の向きが、ヘッド３の走査の際の動線と略一致するように、コリメータレンズ５１および紫外線光源４が配置されている。なお、コリメータレンズ５１を透過後の紫外線の断面形状Ｄ１（進行方向と直交する平面による切断面形状）は、略楕円形又は略円形となる。
【００３５】
プリズム５２は、コリメータレンズ５１を透過することにより平行光となった紫外線の向きを記録紙Ｐ側に変更する。すなわち、紫外線はプリズム５２内に入射して反射し記録紙Ｐ側に向かう。なお、プリズム５２は、例えば図２に示すように直角三角柱状に形成されたものである。このプリズム５２は、▲１▼該プリズム５２の斜面５２ａ（プリズム５２の外面の２つの直角三角形と一辺ずつを共有する矩形面）に対しコリメータレンズ５１からの紫外線が斜めに入射し、▲２▼該プリズム５２の斜面５２ａとは異なる１つの矩形面５２ｂが記録紙Ｐ（シリンドリカルレンズ５３）と逆を向くように配されている。従って、このプリズム５２により向きを変更された紫外線の断面形状Ｄ２（進行方向と直交する平面による切断面形状）は、矩形状となる。
【００３６】
シリンドリカルレンズ５３は、プリズム５２により記録紙Ｐ側に向きを変更された紫外線を記録紙Ｐ上に集束させる。このシリンドリカルレンズ５３は、図２に示すように蒲鉾状の凸レンズであり、突出方向が記録紙Ｐと逆を向くように配されている。従って、シリンドリカルレンズ５３を透過することにより紫外線は矢印Ｃ方向に集束する。
【００３７】
なお、図１及び２では、照度調整手段７はコリメータレンズ５１とプリズム５２の間に配置されているが、配置される位置は、プリズム５２とシリンドリカルレンズ５３の間でも、シリンドリカルレンズ５３と記録媒体Ｐの間でも本発明の目的を達成できるなら良いことは説明を要しないであろう。
【００３８】
また、例えば図３に示すように、記録紙Ｐ上への紫外線硬化インクの着弾可能領域Ｔよりも幅広（例えば走査方向（矢印方向）と直交する方向において幅広）の紫外線光束Ｋを該記録紙Ｐ上に照射することができるように、紫外線光源４、コリメータレンズ５１、プリズム５２およびシリンドリカルレンズ５３等の配置や寸法形状が設定されている。
【００３９】
さらに、紫外線硬化インクの射出の際のヘッドキャリッジ２の移動方向において、紫外線光束Ｋの照射領域が、着弾可能領域Ｔよりも、後ろ、かつ、該着弾可能領域Ｔの近傍となるように、ヘッド３、紫外線光源４、コリメータレンズ５１、プリズム５２およびシリンドリカルレンズ５３等が配置されている。
【００４０】
なお、光路系５の構成要素のうち、例えばシリンドリカルレンズ５３とプリズム５２とは、図１に示すようにヘッドキャリッジ２に設けられている。
【００４１】
このように、インクジェットプリンタ１では、紫外線光源４がヘッドキャリッジ２と別体に配され、紫外線光源４からの紫外線を、光路系５により空間を介して誘導して記録紙Ｐ上に照射するように構成されている。
【００４２】
次に、本実施形態のインクジェットプリンタ１を用いて行う印刷の態様について説明する。
【００４３】
実際の画像形成にあたっては、まず、例えば図４にフローを示す如き操作により、用いられるインクと記録媒体、周囲の環境条件等に鑑みて適正な紫外線照度を決める。その上で記録媒体上の照度が適正であるかをチェックし、修正を要する様であれば、更に照度調整手段たる照度調節機構を作動させて、記録媒体上で適正な照度となるようにする。この操作が完了すれば画像形成を開始することになる。
【００４４】
画像形成（印刷）は、ヘッドキャリッジを図１の矢印Ａ方向に移動させるのに伴わせてヘッド３を記録紙Ｐに沿って走査しつつ該ヘッド３より紫外線硬化インクを記録紙Ｐ上に射出し着弾させ、該着弾可能領域Ｔに光路系５を介して紫外線光源４からの紫外線（紫外線光束Ｋ）を照射し、硬化定着させて行う。また、この際、記録紙Ｐは、ヘッドキャリッジ２の移動に同期させて、例えば図１において手前から奥に向け搬送手段により搬送する。
【００４５】
ここで、紫外線光束Ｋの照射領域が、紫外線硬化インクの射出の際のヘッドキャリッジ２の移動方向において、着弾可能領域Ｔ近傍となるので、紫外線硬化インクを記録紙Ｐ上に着弾させた後、紫外線照射により硬化定着するまでの時間を短縮できる。この結果、周囲環境や射出条件等に拘わらず画像色精度を良好にすることができる。
【００４６】
また、記録紙Ｐ上への紫外線硬化インクの射出と紫外線照射とを同一工程で行うことができるため、インク射出後、別途、紫外線照射工程を設ける必要が無くなる。よって、全画像書き込みに要する処理時間を短縮することもできる。
【００４７】
しかも、紫外線光源４がヘッドキャリッジ２と別体に配されているため、ヘッドキャリッジ２の駆動系を極力簡素に構成することができ、装置の大型化を抑制することができるとともにコスト高となることも防止できる。
【００４８】
また、紫外線光源４が、ヘッドキャリッジ２の移動範囲外に配されているので、紫外線光源４がヘッドキャリッジ２の移動の妨げにならない。
【００４９】
さらに、記録紙Ｐ上への紫外線硬化インクの着弾可能領域Ｔよりも幅広の紫外線光束を該記録媒体上に照射するので、確実に着弾可能領域Ｔの紫外線硬化インクを照射して記録紙Ｐ上に硬化定着させることができる。
【００５０】
しかも、シリンドリカルレンズ５３等の集束手段により紫外線を集束させるので、同じ光度の光源を用いた場合にも記録紙Ｐ上に高照度の紫外線を照射することができる。
【００５１】
加えて、コリメータレンズ５１を透過後の紫外線の向きが、ヘッド３の走査方向と略等しく設定されているので、該透過後の紫外線をヘッド３の走査位置に拘わらず確実にプリズム５２により捕捉して記録紙Ｐ側に向きを変更することができる。
【００５２】
活性エネルギー線としては、活性エネルギー線硬化型インク中に重合活性剤を発生させるエネルギーを有するものであればよく、紫外線、Ｘ線、γ線等の電磁波等が挙げられるが、紫外線が代表的なものといえる。具体的な光源として、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ブラックライト、高圧水銀ランプ、無電極ＵＶランプ、ＵＶレーザー、冷陰極管、ＬＥＤ等を好ましく用いることができる。また、ウシオ電機製オプティカルモデュレックス等の光ファイバー型光源を用いて、ファイバーをインクジェットヘッドの横に設置し、ヘッドの動きに連動可能にすれば、印字直後に紫外線を照射することもできる。
【００５３】
本発明では、活性エネルギー線の照度調整手段には特に限定はないが、光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けた絞り、シャッター、ルーバまたはフィルター等の照度調整手段が有効に用いられる。
【００５４】
また、光源に付与する印加電圧のコントロール手段としては、例えば特開平１０−１７２７８５号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源の数としては、例えば特開平１０−１６５８８５号公報等に記載の複数本の光源を設け、そのうち何本を点灯させるかをコントローラーで制御することができる。光源と記録媒体間の距離については、例えば特開平８−３２２９１４公報等に記載の装置および方法を用いることができる。
【００５５】
さらに、光源と記録媒体間に設けた絞りとしては、例えば特開２００２−２１４７０１号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源と記録媒体間に設けたシャッターとしては、例えば実開平５−５１９３０号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源と記録媒体間に設けたルーバとしては、例えば特開平１０−１６５８８５号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。光源と記録媒体間に設けたフィルターとしては、例えば特開平５−８８１１９号、特開平１０−３０１５１６号公報等に記載の装置および方法を用いることができる。
【００５６】
本発明における画像形成において、インクの吐出条件としては、記録ヘッド及びインクを３０〜１００℃に加熱し、吐出することが吐出安定性の点で好ましい。活性エネルギー線硬化型インクは、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必要である。インク温度の制御幅としては、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。
【００５７】
また、本発明では、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。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が必要であるが、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り、インクに酸増殖剤（後述）を添加するのが好ましい。
【００５８】
本発明の画像記録方法においては、発生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。
【００５９】
活性エネルギー線（紫外線）の照射方法として、その基本的な方法が特開昭６０−１３２７６７号公報にも開示されている。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。
【００６０】
米国特許第６，１４５，９７９号明細書では、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、記録部へ紫外線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、これらのいずれの照射方法も用いることができる。
【００６１】
本発明では、硬化に有効な波長域における最高照度が０．１〜５０ｍＷ／ｃｍ2の低照度の紫外線を用いることが好ましい。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、滲みを抑制のために、硬化に有効な波長域における最高照度が５０ｍＷ／ｃｍ2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、これらの光源を用いると、特にシュリンクラベルなどでは、記録媒体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った。本発明では、後述する酸増殖剤を用いることで、硬化に有効な波長域における最高照度が０．１〜５０ｍＷ／ｃｍ2の低照度の紫外線を用いても、高精細な画像を形成でき、かつ、記録媒体の収縮もない。
【００６２】
上述のように活性エネルギー線硬化型インクは、インクジェットー記録方式により記録媒体上に吐出、描画し、次いで適正照度の紫外線（活性エネルギー線）を照射されてインクは硬化されることになる。
【００６３】
次にインクジェットプリンタとして上記とやや異なる態様のものを示す。
図５はインクジェットのヘッドが画像形成全幅にわたりライン状に並んでいる形態を有する画像形成装置の例を示している。この場合は、紫外線（活性エネルギー線）も画像形成全幅にわたり一期に照射されるよう活性エネルギー線（紫外線）照射装置８を配置した方が好ましく、そのようなインクジェットプリンタ１の概略構成図を示す。プリンタＡは１個のインクジェットのヘッド３で印字した直後に紫外線を照射する紫外線照射装置８が配置されており、プリンタＢはインクジェットのヘッド３と紫外線照射装置８が交互に配置され、多段に印字され、多段に照射が行われる配置となっており、プリンタＣはインクジェットのヘッド３で多段に印字した後、最後に紫外線照射装置が配置されている。
【００６４】
本発明の実施態様としては、これらのいずれのものにも適用できる。特にこの様な形態においては、紫外線照射装置の光源として小さな発光部材を用いれば、紫外線照射装置８に多数の光源をライン状に並べてしまうことも出来る。
【００６５】
〔活性エネルギー線硬化型インク〕
本発明に係る活性エネルギー線硬化型インク（単に「インク」と記すこともある）は、従来公知のラジカル重合型やカチオン重合型のいずれのインクも用いられるが、カチオン重合型の活性エネルギー線硬化型インクがより好ましく用いられる。
【００６６】
本発明に用いられるカチオン重合型活性エネルギー線硬化型インクの組成物としては、光カチオン重合性モノマー、カチオン性重合開始剤、色材（着色剤）等がある。
【００６７】
例えば、光カチオン重合性モノマーとしては、各種公知のカチオン重合性のモノマーが使用できる。例えば、特開平６−９７１４号、特開２００１−３１８９２号、特開２００１−４００６８号、特開２００１−５５５０７号、特開２００１−３１０９３８号、特開２００１−３１０９３７号、特開２００１−２２０５２６号の各公報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、オキセタン化合物などが挙げられる。本発明においては、インク硬化の際の記録媒体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させることが好ましい。
【００６８】
本発明のオキセタン化合物とは、オキセタン環を有する化合物で、特開２００１−２２０５２６号、特開２００１−３１０９３７号の各公報に紹介されている如き化合物である。但し、オキセタン環が５個以上である化合物は組成物の粘度が高くなる、硬化物の粘着性が十分でなくなる等で取り扱いが困難になりがちである。従って、オキセタン環が１〜４個である化合物が好ましい。
【００６９】
本発明で使用する分子中に１個以上のオキセタン基を有する化合物は、種々のものが使用できる。１個のオキセタン環を有する化合物としては、具体的には下記一般式（４）で示される化合物等が挙げられる。
【００７０】
【化１】
一般式（４）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。
【００７２】
つぎに、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（５）で示される化合物等が挙げられる。
【００７３】
【化２】
一般式（５）において、Ｒ1は、前記一般式（４）におけるものと同様の基である。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。
【００７５】
又、Ｒ3は、下記一般式（６）、（７）及び（８）で示される基から選択される多価基でもある。
【００７６】
【化３】
一般式（６）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。
【００７８】
【化４】
一般式（７）において、Ｒ5は、酸素原子、硫黄原子、メチレン基、ＮＨ、ＳＯ、ＳＯ2、Ｃ（ＣＦ3）2又はＣ（ＣＨ3）2である。
【００８０】
【化５】
一般式（８）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、０〜２０００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（９）で示される基から選択される多価基でもある。
【００８２】
【化６】
一般式（９）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、０〜１００の整数である。２個のオキセタン環を有する化合物の具体例としては、下記構造式（１０）及び（１１）で示される化合物等が挙げられる。
【００８４】
【化７】
構造式（１０）で示される化合物は、一般式（５）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。
【００８６】
【化８】
構造式（１１）で示される化合物は、一般式（５）において、Ｒ1がエチル基、Ｒ3が一般式（８）でＲ6及びＲ7がメチル基、ｎが１である化合物である。
【００８８】
２個のオキセタン環を有する化合物において、上記した化合物以外の好ましい例としては、下記一般式（１２）で示される化合物がある。
【００８９】
【化９】
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（１３）で示される化合物等が挙げられる。
【００９１】
【化１０】
一般式（１３）において、Ｒ1は、前記一般式（４）におけるものと同様の基である。Ｒ9は、例えば下記一般式（１４）又は構造式（１５）、（１６）で示される基等の炭素数１〜１２の分枝状アルキレン基、下記一般式（１７）で示される基等の分枝状ポリ（アルキレンオキシ）基又は下記構造式（１８）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。
【００９３】
【化１１】
〔一般式（１４）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。〕
【００９５】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
〔一般式（１７）において、ｐは１〜１０の整数である。〕
【００９９】
【化１５】
３〜４個のオキセタン環を有する化合物の具体例としては、下記構造式（１９）で示される化合物等が挙げられる。
【０１０１】
【化１６】
さらに、上記した以外の分子中に１個以上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（２０）で示される化合物がある。
【０１０３】
【化１７】
一般式（２０）において、Ｒ8は一般式（９）におけるものと同様の基である。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。
【０１０５】
本発明で使用するオキセタン化合物のより好ましい例としては、以下に示す化合物がある。
【０１０６】
【化１８】
又、これら以外にも、分子量１０００〜５０００程度の高分子量を有する、分子中に１個以上のオキセタン基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。
【０１０８】
【化１９】
ここで、ｐは２０〜２００である。
【０１１０】
【化２０】
ここで、ｑは１５〜１００である。
【０１１２】
【化２１】
ここで、ｓは２０〜２００である。
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。
【０１１４】
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つて得られる、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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
これらのエポキシドのうち、速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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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ページ参照）。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、ホスホニウムなど芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ6Ｆ5）4 -、ＰＦ6 -、ＡｓＦ6 -、ＳｂＦ6 -、ＣＦ3ＳＯ3 -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。オニウム化合物の具体的な例を以下に示す。
【０１２０】
【化２２】
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。
【０１２２】
【化２３】
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。
【０１２４】
【化２４】
第４に、鉄アレン錯体を挙げることができる。
【０１２６】
【化２５】
本発明のインクは、特開平８−２４８５６１号、特開平９−３４１０６号の各公報をはじめてとし、既に公知となっている活性エネルギー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向上を可能とする。
【０１２８】
本発明に係るインクでは、対イオンとしてアリールボレート化合物を有するジアゾニウム、ヨードニウム又はスルホニウムの芳香族オニウム化合物、鉄アレン錯体から選ばれる少なくとも１種の光酸発生剤が含有されることが好ましい。
【０１２９】
上述の色材としては、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。
【０１３０】
本発明で好ましく用いることのできる顔料を、以下に列挙する。
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ−１、３、１２、１３、１４、１７、４２、８１、８３、８７、９５、１０９
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ−１６、３６、３８
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
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ−１９、２３
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ−１５：１、１５：３、１５：４、１８、６０、２７、２９
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ−７、３６
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ−６、１８、２１
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ−７
また、本発明において、プラスチックフィルムのような透明な記録媒体で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、軟包装画像形成、ラベル画像形成においては、白インクを用いることが好ましいが、吐出量が多くなるため、前述した吐出安定性、記録媒体Ｒのカール・しわの発生の観点から、自ずと使用量に関しては制限がある。
【０１３１】
上記顔料の分散には、例えば、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。分散剤としては、高分子分散剤を用いることが好ましく、高分子分散剤としてはＡｖｅｃｉａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。
【０１３２】
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。これらの分散剤および分散助剤は、顔料１００質量部に対し、１〜５０質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を用いて行うが、本発明に用いる照射線硬化型インクでは、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（揮発性有機化合物）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。
【０１３３】
顔料の分散は、顔料粒子の平均粒径を０．０８〜０．５μｍとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μｍ、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、ろ過条件を適宜設定する。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、インク透明性および硬化感度を維持することができる。
【０１３４】
本発明に係るインクにおいては、色材濃度としては、インク全体の１〜１０質量％であることが好ましい。
【０１３５】
本発明のインクには、酸増殖剤を添加することが好ましい。酸増殖剤は比較的強い酸の残基で置換された化合物であって、比較的容易に脱離反応を引き起こして、酸を発生する化合物である。従って、酸触媒反応によって、この脱離反応を大幅に活性化させることができ、酸の不存在下では安定であるが、酸の存在下では容易に酸を生成させることが可能となる。酸触媒反応によって分解して再び酸を発生する。一回の反応で１つ以上の酸が増えており、反応の進行に伴って加速的に反応が進む。発生した酸自体が自己分解を誘起するために、ここで発生する酸の強度は酸解離定数（ｐＫａ）で３以下であり、特に２以下であることが望ましい。これより弱い酸であれば、自己分解を引き起こすことができない。このような酸として、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、トリフェニルホスホン酸などを挙げることができる。具体的には、以下の化合物を例示することができる。第１に下記一般式（１）で表される有機酸エステル化合物を挙げることができる。
【０１３６】
【化２６】
式中、Ａ1は炭素数１〜６のアルキル基またはアリール基を示し、Ａ2は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ａ3はビス（ｐ−アルコキシフェニル）メチル基、２−アルキル−２−プロピル基、２−アリール−２−プロピル基、シクロヘキシル基またはテトラヒドロピラニル基を示し、Ｚは酸解離定数（ｐＫａ）が３以下である酸の残基を示す。
【０１３８】
この化合物に酸が作用すると、エステル基が分解してカルボン酸となり、これがさらに脱カルボン酸を起こし、酸（ＺＯＨ）が容易に脱離する。具体的化合物を以下に示す。
【０１３９】
【化２７】
第２に下記一般式（２）で表されるアセタール基またはケタール基を持つ有機酸エステルを挙げることができる。
【０１４１】
【化２８】
式中、Ｚは前記と同じ意味を持ち、Ｂ1は水素原子、アルキル基またはアリール基であり、Ｂ2、Ｂ3はメチル基もしくはエチル基、あるいは両者でエチレン基またはプロピレン基を形成し、Ｂ4は水素原子またはメチル基を示す。
【０１４３】
この化合物は酸の作用でアセタールまたはケタールが分解して、β−アルデヒドまたはケトンとなり、これからＺＯＨが容易に脱離する。具体的化合物を以下に示す。
【０１４４】
【化２９】
第３に下記一般式（３）で表される有機酸エステルを挙げることができる。
【０１４６】
【化３０】
式中、Ｚは前記と同じ意味を持ち、Ｄ1、Ｄ2は水素原子、炭素数１〜６のアルキル基またはアリール基を示し、Ｄ2、Ｄ3は炭素数１〜６のアルキル基、あるいは双方で脂環状構造を形成するアルキレン基または置換アルキレン基を示す。
【０１４８】
この化合物は酸触媒によって水酸基が脱離してカルボカチオンを形成し、水素移動してからＺＯＨが発生するものと推定される。具体的化合物を以下に示す。
【０１４９】
【化３１】
その他としては、有機過酸化物、例えばメチルエチルケトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のアシルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド等も挙げられる。
【０１５１】
紫外線照射で用いる光源の例としては、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、ＬＥＤをなどがあるが、これらに限定されない。
【０１５２】
本発明に係るインクには、上記説明した以外に様々な添加剤を用いることができる。例えば、インク組成物の保存性を高めるため、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加することができる。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。この他にも、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。
【０１５３】
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、その使用量は０．１〜５％の範囲であり、好ましくは０．１〜３％である。また、ラジカル重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
【０１５４】
ここで、インクが着弾し、紫外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。スクリーン画像形成分野では、総インク膜厚が２０μｍを越えているのが現状であるが、記録媒体が薄いプラスチック材料であることが多い軟包装画像形成分野では、前述した記録媒体のカール・しわの問題でだけでなく、画像形成物全体のこしや質感が変わってしまうという問題が有るため使えない。
【０１５５】
本発明においては、２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である活性エネルギー線硬化型インクが好ましく用いられる。５０ｍＰａ・ｓを超える粘度のインクでは、インクジェットヘッドをインクが熱変性を起こさない範囲での加熱では、ヘッドからのインクの吐出性が劣化してしまう。
【０１５６】
〔本発明に用いる記録媒体〕
本発明で用いることのできる記録媒体（基体、基材ともいう）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およびそのフィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、ＰＥＴ（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（延伸ポリ塩化ビニル）フィルム、ＰＥ（ポリエチレン）フィルム、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムを挙げることができる。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（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンの共重合体）、ポリアセタール、ＰＶＡ（ポロビニルアルコール）、ゴム類などが使用できる。
【０１５７】
また、金属類や、ガラス類にも適用可能である。これらの記録媒体の中でも、特に熱でシュリンク可能な、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰ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。
【０１５８】
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、記録媒体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。本発明の構成では、表面エネルギーの低いＯＰＰ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３５〜６０ｍＮ／ｍの広範囲の記録媒体に良好な高精細な画像を形成できる。
【０１５９】
本発明において、包装の費用や生産コスト等の記録媒体のコスト、プリントの作製効率、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）な記録媒体Ｒを使用する方が有利である。
【０１６０】
【実施例】
次に、本発明を実施例を示して説明するが、無論、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１６１】
《インク組成物の調製》
下記の各組成物を混合、撹拌した後、得られた溶液をフィルターでろ過して、２種の色違いのインクを得た。２３℃での粘度はそれぞれシアン色インクが４０ｍＰａ・ｓ、黒インクが４５ｍＰａ・ｓであった。
【０１６２】
インク組成物
図１に記載のインクジェット記録装置によって、表１に記載のＵＶ光照射条件にて、各種記録媒体に画像形成を行った。
【０１６３】
《記録媒体》
下記３種類のものを用いた。
【０１６４】
記録媒体１：キャスコート紙
記録媒体２：ポリプロピレンフィルム
記録媒体３：ポリエチレンテレフタレートフィルム
《ＵＶ光照射光源》
基本的な照度を変えるため、下記２種類のものを用いた。
【０１６５】
ＵＶ光照射光源１：高圧水銀ランプ、８０Ｗ（日本電池社製 ＨＮ−６４ＮＬ）を３本並列にして用いた。
【０１６６】
ＵＶ光照射光源２：高圧水銀ランプ、８０Ｗ（日本電池社製 ＨＮ−６４ＮＬ）を１本用いた。
【０１６７】
これらを各組み合せて、下記表１に示す条件にて特性の評価を行った。
【０１６８】
【表１】
《評価項目と基準》
１．ドット径の形状、均一性
記録媒体に印字定着したドットの形状をルーペで拡大評価した。
【０１７０】
◎・・・ガサツキがなく、ドット形状が真円
○・・・僅かにガサツキが見えるが、ドット形状は真円
△・・・ガサツキが見え、ドット形状がやや乱れる（実用的には問題）
×・・・ガサツキが見え、ドット形状も悪い（実用的には問題）
２．記録媒体との接着性
ベタ画像表面に、剃刀で縦横６本ずつの記録媒体までは到達しない切り込みを入れ、２５個の升目をつけた。この上に幅２５ｍｍのセロテープ（Ｒ）を張り付けて強く圧着した後、９０°の剥離角度で素早く剥離し、剥離した升目数を計測し、下記の基準に則りＡ〜Ｅのランクに分けを行った。
【０１７１】
Ａ：全ての升目が剥離しなかった
Ｂ：剥離した升目数が１〜５個であった
Ｃ：剥離した升目数が６〜１０個であった
Ｄ：剥離した升目数が１１〜２０個であった（実用的には問題）
Ｅ：剥離した升目数が２１個以上であった（実用的には問題）
結果は、下記表２に示す如くである。
【０１７２】
【表２】
本発明内の実施例１〜５のものは、搬送速度が速いので生産性は勿論良いが、その上、色の異なるインクおよび記録媒体の種類を変えた場合にも、記録媒体上に形成されるドットが真円に近く、かつ均一で、良好な画質が形成され、しかも、記録媒体とインクの接着性も良いことがわかる。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明により、画像形成装置の調整により、記録媒体やインクの種類、作業環境による変動をあまり受けず、活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方式の長所である良好な色調や階調性を常に保持し、銀塩写真に匹敵する画質を得ることが出来る活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置及び記録方法とそれを用いた印刷物を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタを示す全体構成図
【図２】図１のインクジェットプリンタの光路系を示す概要斜視図。
【図３】記録媒体上への紫外線硬化インクの着弾可能領域および紫外線の照射態様を示す平面図。
【図４】インクと記録媒体、周囲の環境条件等に鑑みて適正な紫外線照度を決めるフローを示す図。
【図５】インクジェットのヘッドが画像形成全幅にわたりライン状に並んでいる画像形成装置の例を示す概要構成図。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
２ ヘッドキャリッジ
３ ヘッド
４ 紫外線光源
７ 照度を調整する手段（照度調整手段）
８ 活性エネルギー線（紫外線）照射装置
５１ コリメータレンズ（平行変換手段）
５２ プリズム（方向変換手段）
５３ シリンドリカルレンズ（集束手段）
Ｐ 記録媒体（記録紙）
Ｔ 着弾可能領域
Ｋ 紫外線光束
Claims (7)
- 活性エネルギー線硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置において、該活性エネルギー線照射の際の照度を調整する手段を有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
- 活性エネルギー線の照度調整手段が、光源に付与する印加電圧、光源の数、光源と記録媒体間の距離、光源と記録媒体間に設けた絞り、シャッター、ルーバまたはフィルターの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
- ２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である活性エネルギー線硬化型インクを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置。
- 光カチオン重合硬化型インクを記録媒体に付与した後、該記録媒体上のインクに活性エネルギー線を照射してインクを硬化させ、記録媒体上にインクを固着させる活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法において、該活性エネルギー線照射光源と記録媒体の間に、照度を調整する手段を設けることを特徴とする活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法。
- ２３℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である光カチオン重合硬化型インクを用いて行うことを特徴とする請求項４記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法。
- 記録媒体に請求項１、２又は３記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録装置により印刷したことを特徴とする印刷物。
- 記録媒体に請求項４記載の活性エネルギー線硬化型インクジェット記録方法により印刷したことを特徴とする印刷物。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7938526B2 (en) | 2006-04-27 | 2011-05-10 | Seiko Epson Corporation | Pattern forming method, droplet discharging device and circuit module |
| US12124104B2 (en) | 2021-05-31 | 2024-10-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Curing device having light source to emit light to cure liquid on printing medium, and printing device including the curing device |
-
2002
- 2002-12-27 JP JP2002379551A patent/JP2004209705A/ja active Pending
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| US7938526B2 (en) | 2006-04-27 | 2011-05-10 | Seiko Epson Corporation | Pattern forming method, droplet discharging device and circuit module |
| US12124104B2 (en) | 2021-05-31 | 2024-10-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Curing device having light source to emit light to cure liquid on printing medium, and printing device including the curing device |
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