JP2005255817A - インクジェット記録用インクの保存方法、画像形成方法及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 文字品質に優れ、色混じりの発生がない高精細な画像を安定に記録することができる活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法、画像形成方法及び記録装置を提供する。
【解決手段】 カチオン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を含有し、かつ、光開始剤及び少なくとも１種の塩基性化合物を含有する活性光線硬化型インクジェット記録用インクを、カールフィッシャー法による含水率が１．５０〜５．００質量％の状態で容器に密閉することを特徴とする活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、環境（温度・湿度）によらず様々な記録材料に高精細な画像を安定に再現できるインクジェット記録用インクの保存方法、画像形成方法及び記録装置に関する。

近年、インクジェット記録方式は簡便・安価に画像を作製出来るため、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。

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。

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、熱溶融性ワックスを含有する紫外線硬化型インクジェットインク（例えば、特許文献１参照）や特定のアクリレートを含有する紫外線硬化型インクジェットインク（例えば、特許文献２参照）が開示されている。

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できなかった。

例えば、紫外線硬化型インクとしては、前記特許文献１、２に記載されている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（例えば、特許文献３参照）がある。前者の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落ちる問題がある。一方、後者の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）の影響を受け易いという問題があり、また暗反応が進み易く保存性に問題があった。また、インク着弾後の紫外線硬化を促進するために、ヒータプレートを用いて加熱することが開示（例えば、特許文献６参照）されているが、まだまだ十分ではなかった。

一方、インクジェット用インクとは全く用途が異なるものであるが、立体形状物を造形するカチオン重合型の光硬化性樹脂組成物の安定性を向上する技術として、含水率を特定の範囲にすることが開示（例えば、特許文献４，５参照）されている。

しかしながら、これらの技術をインクジェット用インクにそのまま適用しても、保存性を向上したり、画質を向上することはできなかった。
特開平６−２００２０４号公報 特表２０００−５０４７７８号公報 特開２００２−１８８０２５号公報 特開２００２−６０４６３号公報 特開２００３−２５２９７９号公報 特開２００２−１３７３７５号公報

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は文字品質に優れ、色混じりの発生がない高精細な画像を安定に記録することができる活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法、画像形成方法及び記録装置を提供することにある。

上記課題は、以下の構成により解決することができた。

（請求項１）
カチオン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を含有し、かつ、光開始剤及び少なくとも１種の塩基性化合物を含有する活性光線硬化型インクジェット記録用インクを、カールフィッシャー法による含水率が１．５０〜５．００質量％の状態で容器に密閉することを特徴とする活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法。

（請求項２）
活性光線硬化型インクジェット記録用インクを用い、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して印刷を行う画像形成方法において、該インクが請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクであり、記録材料上に着弾した該インクを加熱した状態で、活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。

（請求項３）
活性光線硬化型インクジェット記録用インクを用い、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して印刷を行う画像形成方法において、該インクが請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクであり、該記録ヘッド及び該インクを３５〜８０℃に保持した状態で吐出し、かつ、該インクが記録材料上に着弾後も３５〜８０℃に保った状態で、活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。

（請求項４）
前記活性光線の照射が、前記請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクが記録材料上に着弾した後、０．００１〜１．０秒の間に行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成方法。

（請求項５）
前記請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクが記録材料上に着弾し、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請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成方法。

（請求項６）
前記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請求項２〜５のいずれか１項に記載の画像形成方法。

（請求項７）
請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像形成方法に用いるインクジェット記録装置において、加熱及び保温手段が、記録材料の搬送をガイドするヒートプレートであることを特徴とするインクジェット記録装置。

本発明に用いられる活性光線硬化型インクジェット記録用インク（以下、本発明に係るインクとも言う）は、カチオン重合性モノマーとして少なくとも１種のオキセタン化合物、光開始剤、及び少なくとも１種の塩基性化合物を含有し、かつ、カールフィッシャー法による含水率が１．５０〜５．００質量％である状態で容器に密閉され保存される。特許文献４に含水率を規定した内容が記載されているが、本発明の構成とは異なりそのままではインクジェットインクとしては安定に使えない。特許文献５にも水や水蒸発防止剤を含有することで保存安定性を向上させる技術が記載されているが、水だけでは効果は不十分であり、塩基性化合物を用いてはじめて、インクジェット記録用インクとして安定に用いることができたものである。

更に本発明の保存方法で保存された本発明に係るインクを用いて、かつ、記録材料に着弾した該インクを加熱した状態で、活性光線を照射することで、環境（温度・湿度）によらず非常に安定に高精細な画像を形成できることを見出した。特許文献６にはインクを加熱する手段をもつインクジェットプリンタが記載されているが、高精細な画像を安定に形成するためには普通のインクを加熱して用いるだけでは不十分である。

更に好ましい構成としては、記録ヘッド及び本発明に係るインクを３５〜８０℃に保持して吐出し、かつ、該インクが記録材料上に着弾後も３５〜８０℃に保った状態で、活性光線を照射することで、吐出安定性及び硬化性ともに格段に向上するため高精細画像の形成に適する。

本発明により、文字品質に優れ、色混じりの発生がない高精細な画像を安定に記録することができる活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法、画像形成方法及び記録装置を提供することができた。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に係るインクは、塩基性化合物を含み、更にカールフィッシャー法による含水率が１．５０〜５．００質量％である状態で容器に密閉され保存される。含水率は、用いる重合性化合物により多少違いがでるが、例えば、３０℃、８０％ＲＨの高湿下でインクを十分調湿した後に容器に密閉したり、２５℃、６０％ＲＨ程度の中湿下でインクを調液する場合には水を２．０質量％程度添加・溶解させることで、上記範囲の含水率にすることができるが、この限りでない。１．５０質量％よりも低いと保存によるインク粘度のバラツキが大きくなり、記録ヘッドからの吐出が安定しない。特に、吐出するインク液滴量が小さい場合に厳しくなる。また、５．００質量％を超える量の水をインク中に安定に溶解させるのは難しい。

本発明に係るインクに用いられる塩基性化合物としては、公知のあらゆるもの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。

前記の塩基性アルカリ金属化合物としては、アルカリ金属の水酸化物（水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）、アルカリ金属の炭酸塩（炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）、アルカリ金属のアルコラート（ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド等）が挙げられる。

前記の塩基性アルカリ土類金属化合物としては、同様に、アルカリ土類金属の水酸化物（水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等）、アルカリ金属の炭酸塩（炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等）、アルカリ金属のアルコラート（マグネシウムメトキシド等）が挙げられる。

塩基性有機化合物としては、アミンならびにキノリンおよびキノリジンなど含窒素複素環化合物などが挙げられるが、これらの中でも、光重合成モノマーとの相溶性の面からアミンが好ましく、例えば、オクチルアミン、ナフチルアミン、キシレンジアミン、ジベンジルアミン、ジフェニルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジメチルアニリン、キヌクリジン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチル−１，６−ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミンおよびトリエタノールアミンなどが挙げられる。

塩基性化合物を存在させる際のその濃度は、光重合性化合物の総量に対して１０〜１０００質量ｐｐｍ、特に２０〜５００質量ｐｐｍの範囲であることが好ましい。なお、塩基性化合物は単独で使用しても複数を併用して使用してもよい。

本発明のインクでは、カチオン重合性化合物として、オキセタン化合物を含有する。この場合、前記塩基性化合物を含みかつ前記範囲に含水率の制御をしてインクを密閉保存することが、特に有効であり、吐出安定性が非常によくなる。本発明のインクに用いられるオキセタン化合物としては、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。

また、本発明のインクには、カチオン重合性化合物として、オキシラン基を有する化合物を併用してもよい。

オキシラン基を有する化合物としては、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。

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。

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。

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。

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。

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、オキシラン基を有するエポキシ化合物として、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を用いても良い。

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。

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。

本発明のインクに用いられる光酸発生剤（光開始剤）としては、公知のあらゆる光開始剤を用いることができ、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、ホスホニウムなどの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。

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。

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、その具体的な化合物を、以下に例示する。

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。

第４に、鉄アレン錯体を挙げることができる。

本発明に係るインクは、上述の活性光線硬化型組成物と共に、各種公知の染料及び／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。

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。

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シリーズや、味の素ファインテクノ社のＰＢ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。

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。

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質量％乃至１０質量％であることが好ましい。

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。

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、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することで、インクを硬化して画像形成する。

好ましくは、前述の保存方法により保存したインクを記録材料上に噴射して、該記録材料に着弾した該インクを、加熱した状態で、活性光線を照射する。この画像形成方法により、インク自体の安定性、環境（温度・湿度）に左右されない吐出時の安定性・硬化時の安定性が非常にバランスよく保たれ、高精細な画像の安定な形成が可能となる。

更に好ましくは、記録ヘッド及び前述の保存方法により保存したインクを３５〜８０℃に加熱して吐出し、かつ、該インクが記録材料上に着弾後も３５〜８０℃に保った状態で、活性光線を照射する。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、液滴吐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重要である。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。

また、インク容器から記録ヘッドまでのインク供給系を密閉系とすることが本発明の効果をより奏する点で好ましい。

（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。

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。

（インクの吐出条件）
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。

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。

（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〜１．０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〜０．５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。

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。

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。

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、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。

本発明では、２５４ｎｍ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。

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、熱陰極管、ＬＥＤなどがあるが、これらに限定されない。

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。

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。

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。

また、本発明においては、プラテン部がヒータープレートになっていることが好ましい。記録材料に着弾した活性光線硬化型のインクが所定の温度以上で活性光線を受けるため、環境（温度、湿度）に関係なく硬化性が一定に保たれ、その結果、高精細な画像を非常に安定に再現できる。吐出安定な前述の保存方法により保存された本発明のインクを用いる場合には、特に効果的である。

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。

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。

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。

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。

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。

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インクの吐出を行なう。

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からインクを吐出することにより、記録材料Ｐ上にインク滴の集合体からなる画像が形成される。

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、熱陰極管、ブラックライト、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ 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、熱陰極管、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２５４ｎｍの紫外線を発光する低圧水銀ランプ、熱陰極管、冷陰極管及び殺菌灯が滲み防止、ドット径制御を効率よく行なえ、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、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。

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。

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。

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、ヘッド３のインク吐出部３１と記録材料Ｐとの距離ｈ２を小さくしたり（ｈ１＞ｈ２）、ヘッドキャリッジ２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。

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。

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。

図２は、ラインヘッドタイプのインクジェット記録装置の要部の構成の一例を示す上面図である。

図２で示したインクジェット記録装置は、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、各色のインクジェット記録ヘッド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。

一方、ヘッドキャリッジ２の下流側には、同じく記録材料Ｐの全幅をカバーするようにして、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。照明手段４に用いられる紫外線ランプは、図１に記載したものと同様のものを用いることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

《インク組成物の調製》
インク組成
表１〜６記載のインク組成で下記のようにして各インクセットを作製した。

分散剤ＰＢ８２２（味の素ファインテクノ社製）３部と表に示す種類、量の光重合性化合物をステンレスビーカーに入れ、６５℃ホットプレート上で加熱しながら１時間撹拌混合し溶解させる。

これに、表に示す種類・量のｐｉｇｍｅｎｔを入れて、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、表に示す光開始剤、増感剤を加えて撹拌混合した。

これ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インク組成物を得た。

尚、表中の各材料の名称及びメーカ名を以下に示す。

分散剤：ＰＢ８２２（味の素ファインテクノ社製）
脂環式エポキシ化合物：セロキサイド３０００（ダイセル化学工業）、ＵＶＲ６１０５（ダウ・ケミカル）、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル化学工業）
オキセタン化合物：ＯＸＴ−２２１（東亜合成）、ＯＸＴ−２１２（東亜合成）、ＯＸＴ−１０１（東亜合成）、
光酸発生剤：ＵＶＩ６９９２（ダウ・ケミカル）、ＳＰ１５２（旭電化工業）、イルガキュア２５０（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ）、ＤＴＳ−１０２（みどり化学）、Ｃｈｉｖａｃｕｒｅ９０００（Ｃｈｉｔｅｃ）
フッ素系ノニオン性界面活性剤：メガファックＦ１７８ｋ（大日本インキ化学工業）、メガファックＦ１４０５（大日本インキ化学工業）
光重合性化合物（エポキシ化亜麻仁油）：Ｖｉｋｏｆｌｅｘ９０４０（ＡＴＯＦＩＮＡ）
ロジン変性マレイン酸樹脂（相溶化剤）：ハリマックＭ４５３（播磨化成）、ハリタック１４５Ｐ（播磨化成）
色材１：ＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７
色材２：ＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３
色材３：ＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７：１
色材４：ＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１３
色材５：酸化チタン（アナターゼ型：粒径０．２μｍ）

その後、ポリエチレン容器に充填率９０％で密閉し、各インク組成物を２５℃と６０℃で２週間保存した後、下記方法にて画像を形成した。比較は２０℃、６０％ＲＨの環境下で２４時間攪拌放置したのち密閉し、本発明は２０℃、６０％ＲＨの環境下で調液し水を２．０質量％添加・溶解したのち密閉、あるいは３０℃、８０％ＲＨの環境下で２４時間攪拌放置したのち密閉した（表７，８に記載）。

《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。本発明のインクを用いる場合のみ搬送ガイドプレート（プラテン部）を５０℃に加熱しておくことにより、記録材料に着弾後もインクがほぼ５０℃を保つようにした。インクは記録材料に着弾した後、キャリッジ両脇のランプユニットにより瞬時（着弾後１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。本発明でいうｄｐｉとは、２．５４ｃｍ当たりのドット数を表す。なお、インクジェット画像の形成は、上記方法に従って、３０℃、８０％ＲＨの硬化・吐出に厳しい高湿環境下で行った。

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。

なお、表７，８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（生ユポ）
ＰＥＴ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ
シュリンクＯＰＳ：市販のシュリンク用途のｏｒｉｅｎｔｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ
また、記録材料面上の照度はＵＶＰＦ−Ａ１（岩崎電気社製）で２５４ｎｍの照度を測定した。

《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。

（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。

◎：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（にじみ））
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。

◎：隣り合うｄｏｔ形状が真円を保ち、にじみがない
○：隣り合うｄｏｔ形状はほぼ真円を保ち、ほとんどにじみがない
△：隣り合うｄｏｔが少しにじんでいて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がにじ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９に示す。

本発明の構成は、保存安定性が良好で、かつ、硬化環境によ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。

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。 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 インクジェット記録装置
２ ヘッドキャリッジ
３ インクジェット記録ヘッド
３１ インク吐出口
４ 照射手段
５ プラテン部
６ ガイド部材
７ 蛇腹構造
Ｐ 記録材料

Claims (7)

1. カチオン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を含有し、かつ、光開始剤及び少なくとも１種の塩基性化合物を含有する活性光線硬化型インクジェット記録用インクを、カールフィッシャー法による含水率が１．５０〜５．００質量％の状態で容器に密閉することを特徴とする活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法。
2. 活性光線硬化型インクジェット記録用インクを用い、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して印刷を行う画像形成方法において、該インクが請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクであり、記録材料上に着弾した該インクを加熱した状態で、活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。
3. 活性光線硬化型インクジェット記録用インクを用い、インクジェット記録ヘッドより記録材料上に噴射して印刷を行う画像形成方法において、該インクが請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクであり、該記録ヘッド及び該インクを３５〜８０℃に保持した状態で吐出し、かつ、該インクが記録材料上に着弾後も３５〜８０℃に保った状態で、活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。
4. 前記活性光線の照射が、前記請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクが記録材料上に着弾した後、０．００１〜１．０秒の間に行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成方法。
5. 前記請求項１に記載の活性光線硬化型インクジェット記録用インクの保存方法により保存した活性光線硬化型インクジェット記録用インクが記録材料上に着弾し、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請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成方法。
6. 前記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請求項２〜５のいずれか１項に記載の画像形成方法。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像形成方法に用いるインクジェット記録装置において、加熱及び保温手段が、記録材料の搬送をガイドするヒートプレートであることを特徴とするインクジェット記録装置。

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