JP2007062028A - インクジェット記録方法とインクジェット記録用インク - Google Patents

Abstract

【課題】 ＵＶインクジェット記録方式においてＵＶ光に対し十分な硬化感度を持ち、作成された画像の残留開始剤量が少なく、臭気や画像が黄変することなく画像保存性がよいインクジェット記録方法とインクジェット記録用インクを提供することである。
【解決手段】 少なくとも重合性モノマーとその３質量％以上の光重合開始剤を含有するＵＶ硬化型インクを用いて記録画像を形成するインクジェット記録方法において、該光重合開始剤１ｇ／ｍ²当たりＵＶＣ光を２０ｍＪ／ｃｍ²以上照射することにより、記録画像中に含まれる未反応重合開始剤の残存量を２．５質量％未満にすることを特徴とするインクジェット記録方法。
【選択図】 なし

Description

本発明はインクジェット記録方法とそれに用いるインクジェット記録用インクに関するものである。

インクジェット記録用に用いられるＵＶ硬化型インクは、オフセット、フレキソ、スクリーン方式等の印刷に用いられるＵＶ硬化型インクに比べて光重合開始剤（以下、単に開始剤ということもある）の含有量が多いが、それは下記の如く種々の理由によっている。

まず、インクジェット記録用に用いられるＵＶ硬化型インクは、ノズルから噴射されるために極めて低粘度にする必要がある。このためインク中での物質の拡散が起こりやすく、加えて微粒状にするので酸素や水分などの反応阻害物質が外部から供給されやすい。

又、色材である顔料がＵＶ光を吸収するため、開始剤の紫外線吸収量を確保するには、それに見合う量の開始剤濃度としなければならない。

更に、インクジェット記録方式は、その他の印刷方式に比べて同じ発色濃度を得るためには、厚い膜とせねばならない。これはベタ画像を形成するにはドットをオーバーラップさせる必要があり、ミクロ的には不均一な塗膜にならざるを得ず、カバリングパワーが低くなるためである。

これらの理由から、ＵＶインクジェット記録方式にて作成された画像層中には、開始剤の分解物及び未反応の開始剤が多量に含有されることになる。開始剤の分解物及び残留開始剤は臭気を出す点が問題となり、又、開始剤は芳香族基により紫外線吸収性能を上げることが行われているが、この芳香族基に起因する黄変により長期保存時の画像品質が低下する。

ところが、インクジェット記録方式によって作成された画像はラミネート加工或いはエンボス処理等加熱を伴う後処理が成されることがあり、その際悪臭の発生や黄変を起こすことがあった。

上記の如き、臭気や黄変の防止策としては、光重合開始剤の分子量を大きくし多感能性とする（例えば特許文献１）、不活性ガスによるパージを行う（例えば特許文献２）、高照度光源により開始剤利用効率を上げる、電子線照射により開始剤フリーとする等が検討されている。しかしながら、開始剤の分子量を大きくしても臭気対策には有効であるが黄変等の対策にはならない。又、不活性ガスでパージし開始剤量を減らす方法は、装置コスト・サイズの点から現実的な方策とはいえず、高照度光源を用いても開始剤減量効果に限界があり光源の発熱など他の問題を派生する。さらに、電子線を照射する方法も装置的にコスト・機構問題等があり一般的ではない。

尚、マレイミド化合物等、光重合開始剤を必要としない反抗系も考えられるが、基本的なインクジェットインク適性である低粘度化が達成しにくく、インク組成が極めて制約されたものとなる。

従って、インクジェットインクとしての本質的な性能が高く、且つ、臭気や黄変問題のないインクジェットインクは未だ得られていないのが現状である。
特開２００５−６０５２１号公報 米国特許６５５０９０５Ｂ１明細書

本発明の目的は、ＵＶインクジェット記録方式においてＵＶ光に対し十分な硬化感度を持ち、作成された画像の残留開始剤量が少なく、臭気や画像が黄変することなく画像保存性がよいインクジェット記録方法とインクジェット記録用インクを提供することである。

本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成される。

（１）
少なくとも重合性モノマーとその３質量％以上の光重合開始剤を含有するＵＶ硬化型インクを用いて記録画像を形成するインクジェット記録方法において、該光重合開始剤１ｇ／ｍ²当たりＵＶＣ光を２０ｍＪ／ｃｍ²以上照射することにより、記録画像中に含まれる未反応重合開始剤の残存量を２．５質量％未満にすることを特徴とするインクジェット記録方法。

（２）
一回のＵＶＣ光照射により硬化させるインク量は、光重合開始剤を１ｇ／ｍ²未満含有する量であることを特徴とする（１）記載のインクジェット記録方法。

（３）
前記光重合開始剤中のアリール基の含有量が、０．６モル／ｋｇ以下であることを特徴とする（１）又は（２）記載のインクジェット記録方法。

（４）
（１）〜（３）のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法に用いることを特徴とするインクジェット記録用インク。

本発明においては、実用上十分な感度を持たせるために、インク総量に対し３質量％以上の光重合開始剤を含むインクジェット記録用インクを用いることを前提にしている。光重合開始剤の含有量の上限は１５質量％、より好ましくは１０質量％程度である。

又、本願発明者の検討に因れば、記録画像膜中に含有される開始剤量が２．５質量％未満であれば、問題とされている臭気や画像の黄変といった問題が大幅に改善されることが判明した。より好ましくは２．０質量％以下に抑えるのがよい。又、記録画像膜中に含有される開始剤量を２．５質量％未満とするためには、厚膜を形成後ではなく出来るだけ逐次的にＵＶ光を照射し、開始剤の分解を促すのが有効であることも判明した。尚、仕上がった画像を適正条件で加熱することにより未反応開始剤を揮発させる、あるいは溶媒などで洗浄し流出させて未反応開始剤を取り除く方法も有効である。

発光波長１００〜２８０ｎｍの短波長ＵＶ光（ＵＶＣ光）を用いて、１回の露光当たりの最大開始剤量が１ｇ／ｍ²以下となる量を照射することで、開始剤の分解を進め、残留量を低減することが出来る。さらに好ましくは０．６ｇ／ｍ²以下とするのがよい。又、開始剤に由来するアリール基の含有量は、インク中０．６モル／ｋｇ以下とするとよいことも判明した。

この様に開始剤の画像膜中への残留量は、インク組成、記録方法により大きく変えることができる。本発明はこれら要件の規制値を具体的に定め、記録条件を制御することにより、臭気や保存画像の黄変といったＵＶ光照射型のインクジェット記録方法の弱点を改善することが出来た。

本発明により、ＵＶインクジェット記録方式においてＵＶ光に対し十分な硬化感度を持ち、作成された画像の残留開始剤量が少なく、臭気や画像が黄変することなく画像保存性がよいインクジェット記録方法とインクジェット記録用インクを提供することができる。

本発明のインクジェット記録方法とインクジェット記録用インク、及びそれらに用いられる化合物や画像形成装置等についてさらに説明する。

本発明に使用するインクについては、例えば特開２００５−６０５２１号公報及び特開２００４−１７５９０６号公報等に記載されている、ラジカル重合タイプのもの、カチオン重合タイプのもののいずれでもよい。しかし、酸素阻害がなく開始剤量を低減できることから、特にカチオン重合タイプのものが好ましい。

〔インクジェット記録用インク〕
重合性モノマーとしては、従来用いられてきたダウ・ケミカル社製のＵＶＲ６１１０やダイセル化学工業社製のセロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド３０００あるいはセロキサイド２０００、あるいはその他の単官能脂環式エポキシ化合物等を用いることができる。

本発明の硬化性組成物には、更にオキセタン環を有する化合物を用いることが好ましい。用いることのできるオキセタン化合物としては、特開２００１−２２０５２６号、同２００１−３１０９３７号に紹介されているような、公知のオキセタン化合物をいずれも使用することができる。オキセタン化合物の添加量としては５〜８０質量％の範囲が好ましい。

また、本発明においては、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種を用いるのが好ましい。オキセタン化合物およびまたは脂環式エポキシ化合物の系に併用することにより、ＡＭＥＳ及び感作性などの安全・環境の観点で好ましいだけでなく、硬化環境（温度、湿度）により硬化収縮による皺の発生、硬化性・吐出性の不良などの従来からの問題点を解決することができる。しかし、添加量が２０質量％を超えると、硬化膜強度が不足し問題となることがある。

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。

さらに、本発明では塩基性化合物が好ましく用いられる。塩基性化合物を含有することで、吐出安定性が良好となるばかりでなく、低湿下においても硬化収縮による皺の発生が抑制される。

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、光重合性モノマーの総量に対して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。

（光重合開始剤）
本発明の活性光線硬化型インクには、公知のあらゆる光重合開始剤（単に開始剤又は光酸発生剤ともいう）を用いることができる。

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。

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、特開平８−２４８５６１号、特開平９−３４１０６号をはじめとして、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向上を可能とする。

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。

特に、軟包装印刷、ラベル印刷分野においては、上記記録材料のしわの問題、吐出安定性の問題から、活性光線硬化型インクジェット記録が実用化されるまでには至っていなかったが、本発明は、それらの分野でも十分に使用し得る画像形成方法を提示するものである。

（着色剤）
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、着色剤として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しているものである。

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 １，２，３，１２，１３，１４，１６，１７，７３，７４，７５，８１，８３，８７，９３，９５，９７，９８，１０９，１１４，１２０，１２８，１２９，１３８，１５０，１５１，１５４，１８０，１８５
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５，７，１２，２２，３８，４８：１，４８：２，４８：４，４９：１，５３：１，５７：１，６３：１，１０１，１１２，１２２，１２３，１４４，１４６，１６８，１８４，１８５，２０２
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １９，２３
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １，２，３，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１８，２２，２７，２９，６０
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。

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、着色剤濃度としては、インク全体の１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。

〔その他の添加剤〕
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。

〔インクの粘度〕
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、良好な硬化性を得るために好ましい。本発明における粘度とは、Ｐｈｙｓｉｃａ社製粘弾性測定装置ＭＣＲ３００にて測定したシェアレート１０００（１／ｓ）の値である。

〔基材（記録材料）〕
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、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。

〔画像形成方法〕
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。

（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好ましくは６０μｍ以下、４０μｍ以下であることがより好ましい。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、６色重ね等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）
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。

また、本発明では、各ノズルより吐出する液滴量が２〜１５ｎｇ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２〜１５ｎｇ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（ＵＶＣ）を用いる、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。

（インクジェット記録装置）
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概念図である。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。

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ＵＶインクは着色剤、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。

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。低圧水銀ランプを照射手段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、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。

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。

次に、より具体的に本発明を説明するため本発明の構成例と効果を示しさらに説明する。しかし、無論本発明はこれらの態様に限定されるものではない。

尚、文中「部」とは「質量部」を表す。

実施例１
（１）インクの作製
１）シアンインク
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：４ ４．０部
アジスバーＰＢ８２２（味の素ファインテクノ製） ２．０部
オキセタンＯＸＴ２２１ ７１．０部
オキセタンＯＸＴ２１２ ５．０部
オキセタンＯＸＴ１０１（東亞合成製） ５．０部
脂環式エポキシ化合物１ １８．０部
光重合開始剤１（分子量４６６、１分子量当たり３つのアリール基を持つ）
４．０部
重合禁止剤（トリイソプロパノールアミン） ０．１部
ハイドロキノン ０．１部
水 １．０部

上記インクの光重合開始剤濃度は質量％では４質量％、モル／ｋｇ濃度では０．０８６モル／ｋｇであり、且つ、光重合開始剤に由来するアリール基含有量は０．２５８モル／ｋｇである。

２）イエローインク
シアンインクの色材（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：４）をＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０に変更した以外は、同一組成とした。

３）マゼンタインク
シアンインクの色材（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：４）をＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２に変更した以外は、同一組成とした。

４）ブラックインク
シアンインクの色材（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：４）をＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ７に変更した以外は、同一組成とした。

（画像出力）
上記シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの４色のインクを用いて、図１に示す画像形成装置を用い、基材（ＰＥＴベース、厚さ６０μｍ）に、下記条件で記録画像を作成した。但し、図１のＬｙ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｋ、Ｗは不使用とし、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色とし、ＵＶ光の照射手段は片方のみ用い４回行った。

液滴サイズ：１０ｎｇ
ドット数：７２０×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉ：長さ２．５４ｃｍ当たりのドット数）
パス数（分割数、何回の走査で画像形成を完成 するかの回数）：４回
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）開始剤量：２．１ｇ／ｍ²
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）１パス当たり開始剤量：０．５ｇ／ｍ²
キャリッジスピード：５００ｍｍ／ｓ
光源：ＵＶＣ光源用高圧水銀灯
１パス当たりの光照射量：１４ｍＪ／ｃｍ²（岩崎電気製、ＵＶＰＦ−Ａ１、センサーはＰＤ２５４を用いて測定）
開始剤１ｇ／ｍ²当たりに照射するＵＶＣ光量：２７．２ｍＪ／ｃｍ²
（未反応の開始剤量）
サンプル試料（面積１．０ｃｍ×１．０ｃｍ）を、９５％エタノール水１０ｍｌにて、１２０℃にて２時間加熱した後４０℃にて１０日間抽出する。エタノール水に抽出された未反応開始剤量を高速液体クロマトグラフィー法（ＨＰＬＣ法）で定量し、画像膜中の濃度を測定した。

本実施例では、未反応開始剤濃度は２．３質量％であった。

（性能評価）
臭気：良好、画像からの臭気は殆どない
画像耐熱性：良好、１５０℃に５分間加熱しても黄変が殆どない
画像耐光性：良好、キセノンフェードメータにて１０日間保存後も、黄変が殆ど起こらない。

実施例２
実施例１において、パス数を倍の８回（８回の走査で画像形成を完成）とした以外は同様に記録した。

最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）開始剤量：２．１ｇ／ｍ²
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）１パス当たり開始剤量：０．３ｇ／ｍ²
開始剤１ｇ／ｍ²当たりに照射するＵＶＣ光量：２７．２ｍＪ／ｃｍ²
未反応開始剤濃度は１．２質量％
（性能評価）
臭気：良好、画像からの臭気は殆どない
画像耐熱性：良好、１５０℃に５分間加熱しても黄変が全くない
画像耐光性：良好、キセノンフェードメータにて１０日間保存後も、黄変が全く起こらない。

実施例３
実施例１において、画像をアルコールに浸すことで洗浄した以外は同様に評価した
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）開始剤量：２．１ｇ／ｍ²
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）１パス当たり開始剤量：０．５ｇ／ｍ²
開始剤１ｇ／ｍ²当たりに照射するＵＶＣ光量：２７．２ｍＪ／ｃｍ²
未反応開始剤濃度は０．４質量％
（性能評価）
臭気：良好、画像からの臭気は全くない
画像耐熱性：良好、１５０℃に５分間加熱しても黄変が全くない
画像耐光性：良好、キセノンフェードメータにて１０日間保存後も、黄変が全く起こらない。

実施例４
実施例１において、開始剤の量を１０部、ＯＸＴ２２１の量を６１部とし、記録方法を６パスとした以外は同様にインクを作製し、性能評価を行った。

上記インクの光重合開始剤濃度は質量％では８質量％、モル／ｋｇ濃度では０．１７２モル／ｋｇであり、且つ、光重合開始剤に由来するアリール基含有量は０．５１５モル／ｋｇである。

最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）開始剤量：４．２ｇ／ｍ²
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）１パス当たり開始剤量：０．７ｇ／ｍ²
開始剤１ｇ／ｍ²当たりに照射するＵＶＣ光量：２０．０ｍＪ／ｃｍ²
未反応開始剤濃度は２．４質量％
（性能評価）
臭気：やや不良、画像からの臭気ややあり
画像耐熱性：やや不良、１５０℃に５分間加熱すると黄変が目立つ
画像耐光性：やや不良、キセノンフェードメータにて１０日間保存後、黄変が目立つ。

比較例１
実施例４において、記録方法を４パスとした以外は同様にして性能評価した。

上記インクの光重合開始剤濃度は質量％では８質量％、モル／ｋｇ濃度では０．１７２モル／ｋｇであり、且つ、光重合開始剤に由来するアリール基含有量は０．５１５モル／ｋｇである。

最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）開始剤量：４．２ｇ／ｍ²
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）１パス当たり開始剤量：１．０ｇ／ｍ²
開始剤１ｇ／ｍ²当たりに照射するＵＶＣ光量：１３．３ｍＪ／ｃｍ²
未反応開始剤濃度は２．８質量％
（性能評価）
臭気：不良、画像からの臭気あり
画像耐熱性：不良、１５０℃に５分間加熱すると褐色に変色した
画像耐光性：不良、キセノンフェードメータにて１０日間保存後、黄変が非常に目立
実施例５
実施例１において、開始剤を光重合開始剤２とした以外は同様に評価した。

上記インクの開始剤濃度は質量％では８質量％、モル／ｋｇ濃度では０．１５５モル／ｋｇであり、且つ、光重合開始剤に由来するアリール基含有量は０．６２０モル／ｋｇである。

最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）開始剤量：４．２ｇ／ｍ²
最大インク量画像部（４色重ねベタ画像部）１パス当たり開始剤量：１．０ｇ／ｍ²
開始剤１ｇ／ｍ²当たりに照射するＵＶＣ光量：２０．０ｍＪ／ｃｍ²
未反応開始剤濃度は２．２質量％
（性能評価）
臭気：やや不良、画像からの臭気ややあり
画像耐熱性：やや不良、１５０℃に５分間加熱すると黄変が目立つ
画像耐光性：やや不良、キセノンフェードメータにて１０日間保存後、黄変が目立つ
上記の如く、本発明内のものは少なくとも実用化可能な範囲にあるが、本発明の範囲外のものは、実用上問題が出ることがわかる。

インクジェット方式の記録装置の要部の構成を示す概念図。

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
Ｐ 基材（記録材料）

Claims (4)

1. 少なくとも重合性モノマーとその３質量％以上の光重合開始剤を含有するＵＶ硬化型インクを用いて記録画像を形成するインクジェット記録方法において、該光重合開始剤１ｇ／ｍ²当たりＵＶＣ光を２０ｍＪ／ｃｍ²以上照射することにより、記録画像中に含まれる未反応重合開始剤の残存量を２．５質量％未満にすることを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 一回のＵＶＣ光照射により硬化させるインク量は、光重合開始剤を１ｇ／ｍ²未満含有する量であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録方法。
3. 前記光重合開始剤中のアリール基の含有量が、０．６モル／ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法に用いることを特徴とするインクジェット記録用インク。

Images