JP2004217748A - 活性光線硬化型インク組成物、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

活性光線硬化型インク組成物、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置 Download PDF

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Toshiyuki Takabayashi
敏行 高林
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Konica Minolta Holdings Inc
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Abstract

【課題】本発明の目的は、様々な印字環境下においても、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活性光線硬化型インク組成物、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【解決手段】光酸発生剤として、下記一般式(A−1)または(A−2)のスルホン酸発生剤を含有することを特徴とする活性光線硬化型インク組成物。
【化1】

【選択図】 なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な記録材料に、様々な印字環境下においても、高精細な画像を安定に再現できる活性光線硬化型インク組成物(以下、活性光線硬化型インク、或いは単にインクとも言う。)、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置に関する。
【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、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、記録後紫外線(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。
【0004】
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り、例えば、特開平6−200204号、特表2000−504778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。
【0005】
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、様々な記録材料に対して、高精細な画像を形成することは不可能である。
【0006】
一方、紫外線硬化型インクジェット用インクにおいて、開始剤として、スルホニウム塩を用いることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、これらのスルホニウム塩開始剤を用いた紫外線硬化型インクは、以下のような問題点を有している。
【0007】
即ち、カチオン重合型紫外線硬化型インクは酸素阻害作用を受けることはないが、重合反応の性質上、分子レベルの水分(湿度)の影響を受けやすいといった問題があり、早急な改善が望まれている。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−188025号公報(第2〜第7頁)
【0009】
【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、様々な印字環境下においても、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活性光線硬化型インク組成物、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【0010】
【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。
【0011】
1.光酸発生剤として、前記一般式(A−1)または(A−2)のスルホン酸発生剤を含有することを特徴とする活性光線硬化型インク組成物。
【0012】
2.光重合性モノマーとして、少なくとも1種のオキセタン環を有する化合物を含有することを特徴とする前記1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0013】
3.光重合性モノマーとして、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を含有することを特徴とする前記1または2項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0014】
4.光重合性モノマーとして、少なくとも1種のオキセタン環を有する化合物を60〜95質量%、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を5〜40質量%、少なくとも1種のビニルエーテル化合物0〜40質量%とを含有することを特徴とする前記1〜3項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0015】
5.前記オキシラン基を有する化合物が、エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ化脂肪酸グリセライドの少なくとも一方であることを特徴とする前記3または4項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0016】
6.オキセタン環を有する化合物が、前記一般式(B−1)で表されることを特徴とする前記2または4項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0017】
7.光重合性モノマーとして、オキセタン環を1個有する単官能オキセタン化合物とオキセタン環を2個以上有する多官能オキセタン化合物とを併用することを特徴とする前記2、4または6項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0018】
8.25℃における粘度が7〜50mPa・sであることを特徴とする前記1〜7項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0019】
9.顔料を含有することを特徴とする前記1〜8項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
【0020】
10.前記1〜9項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射し、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該活性光線硬化型インク組成物が着弾した後、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画像形成方法。
【0021】
11.前記1〜9項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該活性光線硬化型インク組成物が着弾し、活性光線を照射して硬化した後の総インク膜厚が2〜20μmであることを特徴とする画像形成方法。
【0022】
12.前記1〜9項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクジェット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画像形成方法。
【0023】
13.前記1〜9項のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式の記録ヘッドであることを特徴とする画像形成方法。
【0024】
14.前記10〜13項のいずれか1項に記載の画像形成方法に用いられるインクジェット記録装置であって、前記活性光線硬化型インク組成物及び記録ヘッドを35〜100℃に加熱した後、吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。
【0025】
本発明者は、活性光線硬化型インク組成物において、少なくとも1種の前記一般式(A−1)または(A−2)で表される光酸発生剤を含有することにより、飛躍的に硬化性が改良され、硬化環境(温度、湿度)によらず良好な硬化性が得られることを見出し、本発明に至った。一般式(A−1)または(A−2)で表される光酸発生剤は、主にフォトレジスト分野で用いられることがあったが、インク組成物の光酸発生剤として用いたときに効果的であることは知られていなかった。
【0026】
特に、オキセタン環を含有する化合物と併せて用いる場合、インクジェット記録をする上で重要な特性とされる吐出安定性が非常に良好で、かつ硬化環境に左右されずにインクが記録材料上に着弾した後のDot径の制御が容易にでき、再現性よく高画質な画像を形成することができることは、従来知られていなかった構成である。
【0027】
好ましくは、光重合性モノマーとして、オキセタン環を有する化合物を60〜95質量%、オキシラン基を有する化合物を5〜40質量%、ビニルエーテル化合物0〜40質量%とを含有するとことで、前記硬化性及び吐出安定性ともに向上する。
【0028】
また、一般式(B−1)で表されるオキセタン化合物を用いることで、前記硬化性及び吐出安定性ともに格段に向上することを見出した。光重合性化合物としてオキセタン化合物のみを用いる場合、単官能オキセタン化合物とオキセタン環を2個以上有する多官能オキセタン化合物とを併用すると更に好ましいことが分かった。
【0029】
以下、本発明を詳細に説明する。
はじめに、前記一般式(A−1)または(A−2)で表される光酸発生剤について説明する。
【0030】
前記一般式(A−1)または(A−2)において、R〜Rはそれぞれ水素原子、または置換基を表す。
【0031】
、Rで表される置換基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロピル基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基等のアルコキシ基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、デシルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンゾイルオキシ基等のカルボニル基、フェニルチオ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基等を挙げることができるが、この限りでない。
【0032】
で表される置換基としては、好ましくは、CF−、C−、CH(C)−、CH−、C−、C−、C−、等を挙げることができるがこの限りでない。
【0033】
次いで、一般式(A−1)または(A−2)で表される光酸発生剤の具体例を下記に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0034】
【化3】
【0035】
【化4】
【0036】
【化5】
【0037】
上記化合物は、例えば、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(1997年、改訂版1、187〜192ページ参照)に記載の方法をはじめ、公知の方法で容易に合成することができ、また、みどり化学株式会社よりNAI−100、NAI−1002、NAI−1003、NAI−1004、NAI−101、NAI−105、NAI−109、などの製品として容易に入手できる。
【0038】
本発明においては、上記説明した一般式(A−1)または(A−2)で表される光酸発生剤と共に、その他の公知の光酸発生剤を併せて用いることができる。
【0039】
併用することのできる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ページ参照)。本発明に好適な化合物の例を以下に挙げる。
【0040】
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 、PF 、AsF 、SbF 、CFSO 塩を挙げることができる。
【0041】
本発明で用いることのできるオニウム化合物の具体的な例を、以下に示す。
【0042】
【化6】
【0043】
第2に、一般式(A−1)または(A−2)とは異なる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、その具体的な化合物を、以下に例示する。
【0044】
【化7】
【0045】
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、以下にその具体的な化合物を例示する。
【0046】
【化8】
【0047】
第4に、鉄アレン錯体を挙げることができる。
【0048】
【化9】
【0049】
本発明のインクは、特開平8−248561号、同9−34106号をはじめてとし、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してもよい。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。
【0050】
本発明のインクにおいては、光重合性モノマーとして、少なくとも1種のオキセタン環を有する化合物を含むことが好ましい。
【0051】
本発明で用いることのできるオキセタン化合物としては、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。
【0052】
本発明に係るオキセタン化合物において、オキセタン環を5個以上有する化合物を使用すると、インク組成物の粘度が高くなるため、取扱いが困難になったり、またインク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。
【0053】
以下、本発明に係るオキセタン環を有する化合物の具体例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0054】
1個のオキセタン環を有する化合物の一例としては、下記一般式(1)で示される化合物が挙げられる。
【0055】
【化10】
【0056】
一般式(1)において、Rは水素原子やメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のフルオロアルキル基、アリル基、アリール基、フリル基またはチエニル基である。Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、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、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、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、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、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、また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、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。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。
【0057】
2個のオキセタン環を有する化合物の一例としては、下記一般式(2)で示される化合物等が挙げられる。
【0058】
【化11】
【0059】
一般式(2)において、Rは、上記一般式(1)におけるそれと同様の基である。Rは、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等の線状または分枝状アルキレン基、ポリ(エチレンオキシ)基、ポリ(プロピレンオキシ)基等の線状または分枝状ポリ(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、ブテニレン基等の線状または分枝状不飽和炭化水素基、またはカルボニル基または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、カルバモイル基を含むアルキレン基等である。
【0060】
また、Rとしては、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も挙げることができる。
【0061】
【化12】
【0062】
一般式(3)において、Rは、水素原子やメチル基、エチル基、プロピル基、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、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のアルコキシ基、塩素原子、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、またはカルバモイル基である。
【0063】
【化13】
【0064】
一般式(4)において、Rは、酸素原子、硫黄原子、メチレン基、NH、SO、SO、C(CF、又はC(CHを表す。
【0065】
【化14】
【0066】
一般式(5)において、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜4個のアルキル基、またはアリール基である。nは0〜2000の整数である。Rはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基の炭素数1〜4個のアルキル基、またはアリール基である。Rとしては、更に、下記一般式(6)で示される基から選択される基も挙げることができる。
【0067】
【化15】
【0068】
一般式(6)において、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜4個のアルキル基、またはアリール基である。mは0〜100の整数である。
【0069】
2個のオキセタン環を有する化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられる。
【0070】
【化16】
【0071】
例示化合物1は、前記一般式(2)において、Rがエチル基、Rがカルボキシル基である化合物である。また、例示化合物2は、前記一般式(2)において、Rがエチル基、Rが前記一般式(5)でR及びRがメチル基、nが1である化合物である。
【0072】
2個のオキセタン環を有する化合物において、上記の化合物以外の好ましい例としては、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、Rは、前記一般式(1)のRと同義である。
【0073】
【化17】
【0074】
また、3〜4個のオキセタン環を有する化合物の一例としては、下記一般式(8)で示される化合物が挙げられる。
【0075】
【化18】
【0076】
一般式(8)において、Rは、前記一般式(1)におけるRと同義である。R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。
【0077】
【化19】
【0078】
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。また、上記Dにおいて、pは1〜10の整数である。
【0079】
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。
【0080】
【化20】
【0081】
さらに、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。
【0082】
【化21】
【0083】
一般式(9)において、Rは前記一般式(6)のR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。
【0084】
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。
【0085】
【化22】
【0086】
上述したオキセタン環を有する各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.Am.Chem.Soc.,3455,79(1957))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。また、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。これらの具体的化合物例としては、以下の化合物が挙げられる。
【0087】
【化23】
【0088】
また、本発明においては、更なる硬化性及び吐出安定性の向上のために、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を含有することが好ましい。
【0089】
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出来る。例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892、特開2001−40068、特開2001−55507、特開2001−310938、特開2001−310937、特開2001−220526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。
【0090】
エポキシ化合物には、以下の芳香族エポキシド、脂環式エポキシド及び脂肪族エポキシド等が挙げられる。
【0091】
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或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又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或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールA或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、並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及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【0092】
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又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又はシクロペンテンオキサイド含有化合物が好ましい。
【0093】
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或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又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又は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、グリセリン或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又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或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或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及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【0094】
これらのエポキシドのうち、速硬化性を考慮すると、芳香族エポキシド及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。
【0095】
また、本発明においてはAMES及び感作性などの安全性の観点から、オキシラン基をゆうするエポキシ化合物としては、エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ化脂肪酸グリセライドの少なくとも一方であることが特に好ましい。
【0096】
エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ化脂肪酸グリセライドは、脂肪酸エステル、脂肪酸グリセライドにエポキシ基を導入したものであれば、特に制限はなく用いられる。
【0097】
エポキシ化脂肪酸エステルとしては、オレイン酸エステルをエポキシ化して製造されたもので、エポキシステアリン酸メチル、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸オクチル等が用いられる。また、エポキシ化脂肪酸グリセライドは、同様に、大豆油、アマニ油、ヒマシ油等をエポキシ化して製造されたもので、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化ヒマシ油等が用いられる。
【0098】
更に、本発明においてはあらゆる公知のビニルエーテル化合物を用いてもよい。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
また、本発明においては、更なる硬化性及び吐出安定性の向上のために前記一般式(B−1)で表されるオキセタン環を有する化合物を用いることが特に好ましい。
【0102】
一般式(B−1)で表されるオキセタン環を含有する化合物について説明する。
【0103】
一般式(B−1)において、R〜Rで表される置換基としては、例えば、フッ素原子、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基等)、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(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、フリル基またはチエニル基を表す。また、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
【0104】
分子中に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(B−2)〜(B−5)で表される化合物を挙げることができる。
【0105】
【化24】
【0106】
式中、R〜Rは、水素原子または置換基を表し、R、Rは、各々置換基を表し、Zは、各々独立で、酸素または硫黄原子、あるいは主鎖に酸素または硫黄原子を含有してもよい2価の炭化水素基を表す。
【0107】
一般式(B−2)〜(B−5)において、R〜Rで各々表される置換基は、前記一般式(B−1)のR〜Rで各々表される置換基と同義である。
【0108】
一般式(B−2)〜(B−5)において、R、Rで各々表される置換基としては、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基等)、炭素数1〜6個のアルケニル基(例えば、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−ブテニル基または3−ブテニル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、アラルキル基(例えば、ベンジル基、フルオロベンジル基、メトキシベンジル基等)、炭素数1〜6個のアシル基(例えば、プロピルカルボニル基、ブチルカルボニル基またはペンチルカルボニル基等)、炭素数1〜6個のアルコキシカルボニル基(例えば、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等)、炭素数1〜6個のアルキルカルバモイル基(例えば、プロピルカルバモイル基、ブチルペンチルカルバモイル基等)、アルコキシカルバモイル基(例えば、エトキシカルバモイル基等)を表す。
【0109】
一般式(B−2)〜(B−5)において、Zで表される、酸素または硫黄原子、あるいは主鎖に酸素または硫黄原子を含有してもよい2価の炭化水素基としては、アルキレン基(例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基等)、アルケニレン基(例えば、ビニレン基、プロペニレン基等)、アルキニレン基(例えば、エチニレン基、3−ペンチニレン基等)が挙げられ、また、前記のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基の炭素原子は、酸素原子や硫黄原子に置き換わっていてもよい。
【0110】
上記の置換基の中でも、Rが低級アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)が好ましく、特に好ましく用いられるのは、エチル基である。また、RおよびRとしては、プロピル基、ブチル基、フェニル基またはベンジル基が好ましく、Zは、酸素または硫黄原子を含まない炭化水素基(アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基等)が好ましい。
【0111】
また、本発明では、下記一般式(B−6)、(B−7)で表わされるような、分子中に2個以上のオキセタン環を有する化合物を用いることが出来る。
【0112】
【化25】
【0113】
式中、Zは、前記一般式(B−2)〜(B−5)において用いられる基と同義であり、mは、2、3または4を表す。R〜Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜6個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、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(例えば、フェニル基、ナフチル基等)またはフリル基を表す。但し、一般式(B−6)においては、R〜Rの少なくとも一つは置換基である。
【0114】
式中、Rは、炭素数1〜12の線形または分岐を有するアルキレン基または、線形または分岐ポリ(アルキレンオキシ)基、または、下記一般式(B−9)、(B−11)及び(B−12)からなる群から選択される2価の基を表す。上記の炭素数1〜12の分岐アルキレン基の一例としては、下記一般式(B−8)で表される基が好ましく用いられる。
【0115】
【化26】
【0116】
式中、R10は、低級アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)を表す。
【0117】
【化27】
【0118】
式中、nは0または1〜2000の整数を表し、R12は、炭素数1〜10個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等)を表し、R11は、炭素数1〜10個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等)または、下記一般式(B−10)で表される基を表す。
【0119】
【化28】
【0120】
式中、jは0または1〜100の整数を表し、R13は、炭素数1〜10個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等)を表す。
【0121】
【化29】
【0122】
式中、R14は、水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等)、炭素数1〜10個のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等)、ニトロ基、シアノ基、メルカプト基、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基等)またはカルボキシル基を表す。
【0123】
【化30】
【0124】
式中、R15は、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−SO−、−SO−、−CH−、−C(CH−、または、−C(CF−を表す。
【0125】
本発明で使用されるオキセタン環を有する化合物の好ましい部分構造の態様としては、例えば、上記一般式(B−6)、(B−7)において、Rが低級アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)であることが好ましく、特に好ましくは、エチル基である。また、Rとしては、ヘキサメチレン基または、上記一般式(B−11)において、R14が水素原子であるものが好ましく用いられる。
【0126】
上記一般式(B−8)において、R10がエチル基、一般式(B−9)、(B−10)においてR12及びR13が、各々メチル基が好ましい。
【0127】
更に、本発明に係るオキセタン環を有する化合物の好ましい態様の一例としては、下記一般式(B−13)で表される化合物が挙げられる。
【0128】
【化31】
【0129】
式中、rは25〜200の整数であり、R16は炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)またはトリアルキルシリル基を表す。R、R、R、R、Rは、各々、上記一般式(B−1)で表される基と同義である。但し、R〜Rの少なくとも一つは置換基である。
【0130】
一般式(B−1)で表されるオキセタン環を含有する化合物の具体例としては、下記に示すものが挙げられるが、この限りでない。
【0131】
【化32】
【0132】
また、これらの化合物は「高分子科学と有機化学とのキャッチボール」の第4講に記載の方法をはじめ、下記文献を参考にすることで、主に図1のスキームにより容易に合成できるがこの限りでない。
【0133】
1)Hu Xianming,Richard M.Kellogg,Synthesis,533〜538,May(1995)
2)A.O.Fitton,J.Hill,D.Ejane,R.Miller,Synth.,12,1140(1987)
3)Toshiro Imai and Shinya Nishida,Can.J.Chem.Vol.59,2503〜2509(1981)
4)Nobujiro Shimizu,Shintaro Yamaoka,and Yuho Tsuno,Bull.Chem.Soc.Jpn.,56,3853〜3854(1983)
5)Walter Fisher and Cyril A.Grob,Helv.Chim.Acta.,61,2336(1978)
6)Chem.Ber.101,1850(1968)
7)“Heterocyclic Compounds with Three− and Four−membered Rings”,Part Two,Chapter IX,Interscience Publishers,John Wiley & Sons,New York(1964)
8)H.A.J.Curless,“Synthetic Organic Photochemistry”,Plenum,New York(1984)
9)M.Braun,Nachr.Chem.Tech.Lab.,33,213(1985)
10)S.H.Schroeter,J.Org.Chem.,34,5,1181(1969)
11)D.R.Arnold,Adv.Photochem.,6,301(1968)
12)“Heterocyclic Compounds with Three− and Four−membered Rings”,Part Two,Chapter IX,Interscience Publishers,John Wiley & Sons,New York(1964)
また、オキセタン環を1個含有する単官能オキセタン化合物とオキセタン環を2個以上含有する多官能オキセタン化合物とを併用することが、硬化後の膜強度と記録材料への密着性を向上させる上で更に好ましい。
【0134】
本発明の活性光線硬化型インクは、上述の活性光線硬化型組成物と共に、各種公知の染料または顔料を含有しているが、好ましくは顔料を含有する。
【0135】
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、81、83、87、95、109、42、
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基材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、軟包装印刷、ラベル印刷においては、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、記録材料のカール・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。
【0136】
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。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(Volatile Organic Compounds)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。
【0137】
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。
【0138】
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。
【0139】
本発明の活性光線硬化型インクには、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、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できる。また、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あげられる。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。
【0140】
本発明のインクにおいては、25℃における粘度が7〜50mPa・sであることが、硬化環境(温度・湿度)に関係なく吐出が安定し、良好な硬化性を得るために好ましい。
【0141】
本発明で用いることのできる記録材料としては、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フィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TAC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、ポリアセタール、PVA、ゴム類などが使用できる。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、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。
【0142】
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の広範囲の記録材料に良好な高精細な画像を形成できる。
【0143】
本発明において、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)な記録材料を使用する方が有利である。
【0144】
次に、本発明の画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成方法においては、上記のインク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方法が好ましい。
【0145】
(インク着弾後の総インク膜厚)
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。
【0146】
尚、ここで「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。
【0147】
(インクの吐出条件)
インクの吐出条件としては、記録ヘッド及びインクを35〜100℃に加熱し、吐出することが吐出安定性の点で好ましい。活性光線硬化型インクは、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。
【0148】
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。
【0149】
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。
【0150】
(インク着弾後の光照射条件)
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秒〜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秒〜1.0秒である。高精細な画像を形成するためには、照射タイミングが出来るだけ早いことが特に重要となる。
【0151】
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出来る。
【0152】
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。
【0153】
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、光源の総消費電力が1kW・hr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への印字では、記録材料の収縮があまりにも大きく、実質上使用出来ないのが現状であった。
【0154】
本発明では、280nm〜320nmの波長領域に最高照度をもつ活性光線を用いることが好ましく、総消費電力が1kW・hr以上の光源を用いても、高精細な画像を形成出来、且つ、記録材料の収縮も実用上許容レベル内に収められる。
【0155】
本発明においては、更に活性光線を照射する光源の総消費電力が1kW・hr未満であることが好ましい。総消費電力が1kW・hr未満の光源の例としては、蛍光管、冷陰極管、LEDなどがあるが、これらに限定されない。
【0156】
次いで、本発明のインクジェット記録装置(以下、単に記録装置という)について説明する。
【0157】
以下、本発明の記録装置について、図面を適宜参照しながら説明する。尚、図面の記録装置はあくまでも本発明の記録装置の一態様であり、本発明の記録装置はこの図面に限定されない。
【0158】
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。
【0159】
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。
【0160】
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。
【0161】
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。
【0162】
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UV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。
【0163】
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。
【0164】
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UVインクの吐出を行なう。
【0165】
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。
【0166】
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(lightemitting diode)等が適用可能であり、帯状のメタルハライドランプ、冷陰極管、水銀ランプ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の放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。
【0167】
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(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。
【0168】
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。
【0169】
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。
【0170】
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。
【0171】
本発明のインクは、非常に吐出安定性が優れており、ラインヘッドタイプの記録装置を用いて画像形成する場合に、特に有効である。
【0172】
図2は、本発明のインクジェット記録装置に係る要部の構成の他の一例を示す上面図である。
【0173】
図2で示したインクジェット方式は、ラインヘッド方式と呼ばれており、ヘッドキャリッジ2に、各色の記録ヘッド3を、記録材料Pの全幅をカバーするようにして、複数個、固定配置されている。
【0174】
一方、ヘッドキャリッジ2の上流側には、同じく記録材料Pの全幅をカバーするようにして、照射光源8、例えば、LED、冷陰極管等を主走査方向及び副走査方向に複数個配列して、インク印字面全域をカバーするように配置されている照射手段4が設けられている。
【0175】
このラインヘッド方式では、ヘッドキャリッジ2及び照射手段4は固定され、記録材料Pのみが、搬送されて、インク出射及び硬化を行って画像形成を行う。
【0176】
【実施例】
以下に本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらの例に限定されるものではない。
【0177】
《インク組成物セットの調製》
(インク組成物セット1の調製:表中の数値は質量%を表す)
〈Kインクの調製〉
ステンレスビーカーに、ソルスパース32000(アビシア製)を10部と、表1に記載の光重合性化合物とを添加し、65℃のホットプレート上で加熱しながら1時間撹拌混合して溶解させた。これに、C.I.pigment Black7の5.0質量%を添加し、直径1mmのジルコニアビーズ200gと共にポリ瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて2時間分散処理した後、ジルコニアビーズを取り除き、表1に記載の酸増殖剤、光酸発生剤、及び増感剤を加えて、攪拌、混合した。次いで、この液を、プリンター目詰まり防止のため0.8μmメンブランフィルターで濾過してKインクを調製した。
【0178】
〈C、M、Y、W、Lk、Lc、Lm、Lyインクの調製〉
上記Kインクの調製において、表1に記載の様に色材の種類と添加量を変更した以外は同様にして、各色インクを調製しインク組成物セット1を得た。
【0179】
(インク組成物セット2〜6の調製)
上記インク組成物セット1の調製において、表2〜6に記載の様に、色材、光重合性化合物、酸増殖剤、光酸発生剤、塩基性化合物、及び熱塩基発生剤の種類と添加量を変更した以外は同様にして、インク組成物セット2〜6を調製した。
【0180】
なお、上記調製した各インク組成物セットの粘度は、以下の通りである。粘度は、各色の最大及び最小粘度での粘度巾で表示した。
【0181】
インク組成物セット1:33〜40mPa・s(25℃)
インク組成物セット2:32〜42mPa・s(25℃)
インク組成物セット3:20〜28mPa・s(25℃)
インク組成物セット4:22〜27mPa・s(25℃)
インク組成物セット5:23〜31mPa・s(25℃)
インク組成物セット6:25〜30mPa・s(25℃)
【0182】
【表1】
【0183】
【表2】
【0184】
【表3】
【0185】
【表4】
【0186】
【表5】
【0187】
【表6】
【0188】
表1〜6に記載の各インクと各化合物の詳細は、以下の通りである。
K:濃ブラックインク
C:濃シアンインク
M:濃マゼンタインク
Y:濃イエローインク
W:ホワイトインク
Lk:淡ブラックインク
Lc:淡シアンインク
Lm:淡マゼンタインク
Ly:淡イエローインク
色材1:C.I.pigment Black−7
色材2:C.I.pigment Blue−15:3
色材3:C.I.pigment Red−57:1
色材4:C.I.pigment Yellow−13
色材5:酸化チタン(アナターゼ型 平均粒径0.20μm)
【0189】
【化33】
【0190】
【化34】
【0191】
《インクジェット画像形成方法》
ピエゾ型インクジェットノズルを備えた図1に記載の構成からなるインクジェット記録装置に、上記調製した各インク組成物セットを1〜3を装填し、表7に記載の各表面エネルギーを有する巾600mm、長さ500mの長尺の各記録材料へ、下記の画像記録を連続して行った。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り、前室タンクからヘッド部分まで断熱して50℃の加温を行った。ピエゾヘッドは、2〜15plのマルチサイズドットを720×720dpi(尚、dpiとは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て、各インクを連続吐出した。着弾した後、キャリッジ両脇のランプユニットにより瞬時(着弾後2秒未満)に硬化される。記録後、トータルインク膜厚を測定したところ、2.3〜13μmの範囲であった。尚、インクジェット画像の形成は、上記方法に従って、10℃、20%RHの環境下、25℃、50%RHの環境下及び32℃、80%RHの環境下でそれぞれ行った。
【0192】
また、全く同様に図2に記載のラインヘッド記録方式のインクジェット記録装置を用い、インク組成物セット4〜6を用いて、画像を形成した。
【0193】
尚、表に記載の各記録材料の略称の詳細は、以下の通りである。
OPP:oriented polypropylene
PET:polyethylene terephthalate
シュリンクOPS:市販のシュリンク用途のoriented polystyrene
また、表7に記載の照射光源の詳細は、以下の通りである。
【0194】
照射光源a:日亜化学社製特注品(365nmで100mW出力のものを用い、LED1個当たり1cm照射するように配置)
照射光源b:冷陰極管(ハイベック社製特注品 光源消費電力1kW・hr未満)
【0195】
【表7】
【0196】
《インクジェット記録画像の評価》
上記画像形成方法で記録した各画像について、下記の各評価を行った。
【0197】
(文字品質)
Y、M、C、K各色インクを用いて、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、下記の基準に則り文字品質の評価を行った。
【0198】
◎: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、文字として判別でき、ギリギリ使えるレベル
×:ガサツキがひどく、文字がかすれていて使えないレベル
(色混じり(滲み))
720dpiで、Y、M、C、K各色1dotが隣り合うように印字し、隣り合う各色dotをルーペで拡大し、滲み具合を目視観察し、下記の基準に則り色混じりの評価を行った。
【0199】
◎:隣り合うdot形状が真円を保ち、滲みがない
○:隣り合うdot形状はほぼ真円を保ち、ほとんど滲みがない
△:隣り合うdotが少し滲んでいてdot形状が少しくずれているが、ギリギリ使えるレベル
×:隣り合うdotが滲んで混じりあっており、使えないレベル
以上により得られた各評価結果を、表8に示す。
【0200】
【表8】
【0201】
上表より、本発明の構成は、印字環境に因らず、様々な記録材料に非常に安定に高精細な画像を形成することができることが分かる。
【0202】
【発明の効果】
本発明により、様々な印字環境下においても、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活性光線硬化型インク組成物、それを用いた画像形成方法及びインクジェット記録装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット記録装置の要部の構成の一例を示す正面図である。
【図2】本発明のインクジェット記録装置の要部の構成の他の一例を示す上面図である。
【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
8 照射光源
P 記録材料

Claims (14)

  1. 光酸発生剤として、下記一般式(A−1)または(A−2)のスルホン酸発生剤を含有することを特徴とする活性光線硬化型インク組成物。
    〔式中、R〜Rはそれぞれ水素原子、または置換基を表す。〕
  2. 光重合性モノマーとして、少なくとも1種のオキセタン環を有する化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の活性光線硬化型インク組成物。
  3. 光重合性モノマーとして、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の活性光線硬化型インク組成物。
  4. 光重合性モノマーとして、少なくとも1種のオキセタン環を有する化合物を60〜95質量%、少なくとも1種のオキシラン基を有する化合物を5〜40質量%、少なくとも1種のビニルエーテル化合物0〜40質量%とを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
  5. 前記オキシラン基を有する化合物が、エポキシ化脂肪酸エステル、エポキシ化脂肪酸グリセライドの少なくとも一方であることを特徴とする請求項3または4に記載の活性光線硬化型インク組成物。
  6. オキセタン環を有する化合物が、下記一般式(B−1)で表されることを特徴とする請求項2または4に記載の活性光線硬化型インク組成物。
    〔式中、R〜Rはそれぞれ水素原子、または置換基を表す。ただし、R〜Rで表される基の少なくとも1つは置換基である。〕
  7. 光重合性モノマーとして、オキセタン環を1個有する単官能オキセタン化合物とオキセタン環を2個以上有する多官能オキセタン化合物とを併用することを特徴とする請求項2、4または6のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
  8. 25℃における粘度が7〜50mPa・sであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
  9. 顔料を含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射し、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該活性光線硬化型インク組成物が着弾した後、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画像形成方法。
  11. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該活性光線硬化型インク組成物が着弾し、活性光線を照射して硬化した後の総インク膜厚が2〜20μmであることを特徴とする画像形成方法。
  12. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して、該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクジェット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画像形成方法。
  13. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の活性光線硬化型インク組成物を、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して該記録材料上に印刷を行う画像形成方法であって、該インクジェット記録ヘッドがラインヘッド方式の記録ヘッドであることを特徴とする画像形成方法。
  14. 請求項10〜13のいずれか1項に記載の画像形成方法に用いられるインクジェット記録装置であって、前記活性光線硬化型インク組成物及び記録ヘッドを35〜100℃に加熱した後、吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。
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