JP2007296808A - インクジェット記録方法、記録装置、該装置用インクセットおよび記録物 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線硬化型インクの適切な選定およびエネルギ付与を行うようにすることで、記録内容に応じた良好な画質および画像堅牢性を維持しつつも、電力消費量の増加やスループットの低下を防止する。
【解決手段】カラーインクを紫外線硬化型インクとし、ブラックインクを非紫外線硬化型インクとして画像形成を行い、紫外線照射を行うようにする。これによれば、複数カラーのインクの混色によって色再現を行う場合など記録デューティが高く、また記録媒体としてインク吸収性の劣る、もしくは吸収性のないものを用いる場合など記録媒体表面に残るインク量が多くなるほど顕著に現れる画像弊害や堅牢性の低下を抑制できる。また、ブラックインクを紫外線硬化型インクとし、これに合せて紫外線照射系を構成する場合に生じる電力消費量の増加やスループットの低下を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録方法、記録装置、該装置用インクセットおよび記録物に関するものである。

インクジェット記録方式はインクを記録ヘッドの吐出口から吐出し、紙や樹脂フィルム、あるいは布帛や金属などの記録媒体に所望の画像を形成する方式である。このように記録ヘッドが記録媒体に対して非接触に記録動作を行うため、静粛性に優れ、記録速度が速く、高密度記録が可能であってカラー化が容易であるなどの利点を有している。また、インクジェット記録方式は版を用いない印刷方式であるので、特に多品種少量印刷を行う産業用途の印刷分野にも適しており、かかる分野への応用が期待されている。

産業用印刷分野では、印刷業者は、様々な企業等の発注者から様々な印刷業務を請負うことが多く、印刷業務にインクジェット記録方式を応用する場合には種々の態様が考えられる。例えばカレンダー印刷を行う場合には、共通データ部である写真，画像，日付等についてはオフセット印刷など既存の印刷方式で作成する一方、企業ロゴ等はインクジェット記録方式で作成することがある。また、ポスター等の印刷を行う場合には、インクジェット方式のみで作成されることもある。

このように、産業用印刷分野に適用されるインクジェット記録装置では、パーソナルユースやオフィスユースのものとは異なり、様々な印刷に対応することが求められており、印刷の目的に従って、記録対象となる記録媒体の種類も非常に多い。すなわち、パーソナルユースやオフィスユースで用いられるような、インクジェット記録に適合するよう設計された用紙が用いられるとは限らず、オフセット印刷用紙やグラビヤ印刷用紙などインク吸収性に関してインクジェット記録適性の低いものや、プラスチックフィルム，金属プレートなどインクが実質的に浸透しない記録媒体が用いられる場合もある。従って、様々な記録媒体で良好な画像が得られる記録装置の要望が高い一方、記録媒体がインクの浸透性が低いものや、もしくは浸透性がないものである場合には、これらに起因した画像弊害が生じる。

現在では、インクジェット記録方式に適用されるインクは水性のものが主流であり、例えばこのインクをオフセット印刷用紙に印刷すると、紙に対するインク浸透性が低いため、インクがあふれてしまい所望の品質の画像が得られないことや乾燥時間がかかることがある。また、インクの色材が媒体内部に浸透しないため、乾燥後の耐水性や耐擦過性が悪く、実用性が低いものとなってしまうことがある。これらは、複数色のインクの混色によって色再現を行う場合、単位面積あたりに付与されるインク量すなわち記録デューティが高くなるので特に問題となる。

かかる問題を解決する方法として、特許文献１や特許文献２に開示の技術を適用することが考えられる。これらの文献には、紫外線硬化型インクを使用することで、インク吸収性のない媒体に記録を行っても耐擦過性が高く、アルコール耐性も良好にし得るインクジェット記録方法が開示されている。また、特許文献３には、主走査の過程で紫外線硬化型インクを吐出することで１ラインずつ記録を行う記録ヘッドを用いるとともに、記録ヘッドの両側に紫外線照射装置が設けられた構成が開示されている。そして、紫外線照射装置の紫外線照射範囲を記録ヘッドの印字幅の２倍以上とすることにより、インクを確実に硬化させることができることが記載されている。

特開平１１−２７７７２５号公報 特開２０００−１４１６１６号公報 特開２００４−１３２６号公報

上述した画像弊害や堅牢性の低下は複数カラーのインクの混色によって色再現を行う場合など記録デューティが高く、また記録媒体としてインク吸収性の劣る、もしくは吸収性のないものを用いる場合など記録媒体表面に残るインク量が多くなるほど顕著に現れる。一方で、ブラックインクは光の吸収効率が高いので、カラーインクが硬化する時間や光量などに対応した紫外線照射系とすると、紫外線硬化型のブラックインクでは表面は硬化しているものの内部は未硬化の状態となってしまう。そこで、ブラックインクに合せて紫外線照射系を構成すると、光源の出力および照射時間を増加させなければならなくなる。

従って、上記各特許文献に開示されたような技術を単純に適用し、全色について紫外線硬化型のインクを適用し、さらにこれに対応するべく紫外線照射系を構成する場合には、電力消費量の増加や装置の大型化が生じるだけでなく、スループットの低下を招くことになる。

そこで本発明は、紫外線などのエネルギで硬化するインクの適切な選定およびエネルギ付与を行うようにすることで、良好な画質および画像堅牢性を維持しつつも、電力消費量の増加や装置の大型化、スループットの低下を防止することを目的とする。

そのために、本発明インクジェット記録方法または装置は、エネルギの付与により硬化しないブラックインクと、前記エネルギの付与によって硬化する２色以上のカラーインクとを用いて記録媒体上に画像形成を行う工程または手段と、
当該画像形成後に前記エネルギを付与する工程または手段と、
を具えたことを特徴とする。

ここで、前記エネルギ付与の後に、少なくとも前記ブラックインクで形成される部分に前記エネルギの付与により硬化する処理液を付与し、その後にさらに前記エネルギを付与するものとすることができる。

また、本発明は、上記インクジェット記録方法によって記録が行われた記録物、上記インクジェット記録方法に適用され、前記ブラックインクと、前記２色以上のカラーインクとを含むインクセット、さらには前記エネルギの付与により硬化する処理液をさらに含むインクセットに存する。

本発明によれば、カラーインクを紫外線などのエネルギで硬化するインクとし、ブラックインクを非エネルギ硬化型インクとして画像形成を行い、紫外線照射を行うようにした。これによれば、複数カラーのインクの混色によって色再現を行う場合など記録デューティが高く、また記録媒体としてインク吸収性の劣る、もしくは吸収性のないものを用いる場合など記録媒体表面に残るインク量が多くなるほど顕著に現れる画像弊害や堅牢性の低下抑制しつつ、電力消費量の増加や装置の大型化、スループットの低下を防止するができる。

また、画像のブラック部分については、特にインク吸収性のない記録媒体が用いられる場合には２色以上のカラーインク（シアン、マゼンタおよびイエロー）によるプロセスブラックとして形成するか、もしくは紫外線硬化型処理液を付与し、その後に紫外線照射が行なわれるようにすることができる。これによれば、記録媒体のインク吸収性の有無にかかわらずブラック画像部分についても堅牢性が向上する。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

（記録装置）
図１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置（以下、単に記録装置という）の一例を示す模式的側面図である。本例の記録装置は、記録部１０２に対し、搬送ローラ１０６によって矢印で示す媒体搬送方向に走行する搬送ベルト１０７を具え、その搬送ベルト１０７上に記録媒体１０１を担持させることにより、記録媒体１０１の搬送を行う。

記録部１０２には、４本のインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）１０３Ａ〜１０３Ｄが設けられている。本例の記録ヘッド１０３Ａ〜１０３Ｄは、搬送される記録媒体１０１に対して記録を行うべく、搬送方向に垂直な方向に、記録媒体１０１の全幅以上の範囲にわたって吐出口を配列してなるフルラインヘッド形態のものであり、搬送方向に沿って並置されている。ここで、記録ヘッド１０３Ａはブラック（Ｋ）のインクを吐出するものであり、記録ヘッド１０３Ｂ、１０３Ｃおよび１０３Ｄは、それぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のインクを吐出するものである。

なお、これらの記録ヘッド１０３Ａ〜１０３Ｄに対しては、インク供給源であるインクタンク１２０Ａ〜１２０Ｄからチューブ等を介して対応する色のインクが供給される。また、記録ヘッド１０３Ａ〜１０３Ｄとしては、例えばインクを吐出するために利用されるエネルギとしてインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する素子を有したものを用いることができる。さらに、記録媒体の最大幅に対応した長さにわたって記録を可能とする構成としては、それぞれ単体の記録ヘッドで当該長さを満たすものであってもよいし、複数の組合せによってその長さを満たす構成であってもよい。

媒体搬送方向上、記録部１０２の下流側には硬化処理部１０４があり、ここには紫外線を照射するランプ１０５が設けられている。すなわち、搬送される記録媒体１０１に対しては、記録部１０２において記録ヘッド１０３Ａ〜１０３Ｄにより記録（インク吐出）が行われて画像が形成され、次いで、硬化処理部１０４においてランプ１０５により紫外線照射が行われることでインク硬化処理が施される。ここで、本実施形態のランプ１０５の仕様および駆動条件と、これらに対応した装置の駆動条件とは、記録ヘッド１０３Ｂ〜１０３Ｄが吐出するカラーインクに適したものとなるように選定されている。

なお、記録ヘッド１０３Ａ〜１０３Ｄの順序は適宜定め得ることは言うまでもない。またカラーインクの吐出後に硬化処理が施されるものであればよいのであって、記録ヘッドの並び順に応じ適宜の位置に硬化処理部１０４を設ければよい。また、各カラーインク毎に硬化処理部１０４が設けられるものでもよい。加えて、インク硬化処理部の前段に、吐出されたインク中の溶剤を蒸発させる乾燥工程を実施する手段を設けることも好ましい。

図２は、本発明を適用可能な記録装置の他の例を示す模式的側面図である。図２の装置は、図１の装置構成に対して、さらに次の要素を付加したものである。

すなわち、図２の装置では、媒体搬送方向上、硬化処理部１０４の下流側に処理液付与部２０６が設けられ、ここには紫外線硬化型処理液を吐出する処理液用ヘッド２０３が配置されている。処理液用ヘッド２０３に対しては、処理液タンク２２０からチューブ等を介して紫外線硬化型処理液（Ｓ）が供給される。また、処理液付与部２９６のさらに下流側には硬化処理部２０８があり、ここには紫外線を照射するランプ２０９が設けられている。このランプ２０９の仕様および駆動条件等は、処理液用ヘッド２０３が吐出する処理液に適したものとなるように選定されている。

なお、処理液を付与するための手段としては、塗布等により行うものとすることもできる。しかしながら、必要部位に必要量を付与でき、また記録ヘッドと同様の構成のものを採用できることから、本実施形態のようにオンデマンドで吐出を行うインクジェットヘッド型のものとすることが好適である。

（インク等）
本発明に好ましく用いられるインクセットの各色インクや処理液、およびそれぞれの組成等について説明する。

オフセット印刷用紙やグラビヤ印刷用紙等、インク吸収性に関してインクジェット記録適性の低い記録媒体にインクジェット記録方式で記録を行う場合、記録デューティが高い部分、特に１５０％以上の高デューティ部分では、インク吸収性の不足が大きな問題となり、インクのにじみやあふれなどの画像弊害が生じる。このような高デューティとなるのは、複数のカラーインクを比較的大量に打ち込んで記録媒体上で混色させてＯＤ値の高い色を再現する場合である。そこで本実施形態では、カラーインクとして光重合開始剤，紫外線硬化型樹脂化合物を含んだインクを用いる。これにより、図１および図２に示したような装置での紫外線硬化処理によって記録物の擦過性，耐水擦過性が良好となり、かつにじみやあふれも生じないものとなる。

一方、画像のブラック部分はそれらのカラーインクを用いてプロセスブラックとして形成することもできるが、本実施形態ではブラックインクが用意されているので、記録媒体がインク吸収性を有するものである限りは、このブラックインクを用いる。しかしブラックインクは元来紫外線の吸収性が高いので、これを紫外線硬化型のものとし、カラーインクと同一の条件で紫外線照射を行っても、紫外線の強度や照射時間が不足し、表面のみが硬化している状態となってしまう。そこでブラックインクは、色材として堅牢性の高い顔料を用い、さらに分散剤として高分子分散剤を用いる。これにより、インク吸収性の低い記録媒体に吐出されてインク溶剤が蒸発した後には、高分子分散剤がバインダとなるため擦過性が向上するので好ましい。なおブラックインクは、紫外線硬化処理を受容する成分を含まない分、低廉なものである。

以上のように、記録媒体がインク吸収性を有するものである限りは、画像のブラック部は、非エネルギー硬化型のブラックインクによる記録を行うか、もしくはエネルギー硬化型カラーインクを用いてプロセスブラックとして形成した後に紫外線照射を行うかによって形成される。いずれにしても、ブラック部分は耐候性および耐擦過性に優れたものとなる。また、カラー部分は、エネルギー硬化型カラーインクを用いて形成した後に紫外線照射を行うことで耐候性および耐擦過性に優れ、たとえその部分が高デューティであってもにじみやあふれも生じないものとなる。

一方、プラスチックや金属等、インク吸収性のない材質でなる記録媒体に記録を行う場合にも、カラー部分については同様である。しかしブラック部分については、図１に示したような構成を採用する場合には、Ｃ、ＭおよびＹのインクによるプロセスブラックとして形成し、その後に紫外線照射を行うことが可能である。また、図２に示したような構成を採用する場合は、画像形成後に紫外線硬化型処理液を少なくともブラック画像部分に付与し、紫外線照射を行って硬化処理を施すことが可能である。これによれば、インク吸収性の有無にかかわらず紫外線硬化型でないブラックインクを用いた場合にも、処理液がブラック画像部分の保護層となるので、堅牢性が向上する。なお処理液としては、紫外線硬化型インクから色材成分を除去したもの、あるいは紫外線硬化型インクの色材成分を同量の水または溶剤で置換したものなどでなるクリアインクとすることが、硬化性やインクジェット適性の観点から好ましい。

本発明に使用される色材は、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料、反応性染料、分散染料、建染染料、可溶性建染染料、反応分散染料、油性染料および顔料が挙げられる。使用する用途にあわせて、耐候性を考慮した場合には、ブラックインクおよびカラーインクともに水性の顔料インクがより好ましい。これらの色材成分の含有量は液媒体成分の種類やインクに要求される特性等に依存して決定されるが、一般的にはインク全重量に対して０．２〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％を占める割合である。

本発明のインクに使用される水溶性高分子樹脂は、アルカリ可溶型の水溶性樹脂であり、重量平均分子量は１０００から３００００、好ましくは３０００から１５０００の範囲である。重量平均分子量が３００００を越える樹脂では分散体の粘度が大きくなってしまい、インクジェット記録方式に使用した場合、吐出特性が低下することがある。また、重量平均分子量が１０００より小さいと立体障害による十分な分散効果が得られないため、分散安定性に劣ることになる。そこで具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アルリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、及びそれらの誘導体、等の親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩等が用いられる。共重合体はランダム，ブロック，グラフト等のいずれの構造を有していてもよく、酸価は、８０から４３０、好ましくは１００から３００の範囲である。本発明のインク中に使用される水溶性高分子樹脂としては、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹脂も使用することが可能である。しかし、アルカリ可溶性の水溶性樹脂の方が分散液の低粘度化が可能で、分散も容易であるという利点がある。これらの水溶性高分子分散樹脂の使用量は、顔料の重量；分散剤の重量＝１０：６〜１０：０．５の範囲である。適性な比率は選択した顔料と水溶性高分子樹脂とを用いて実験的に決定されるが、顔料に吸着せず溶解している樹脂の量は、インク中で２重量％以下であることが良い。上記アルカリ可溶型樹脂を水に可溶化させる塩基性物質としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチルモノエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のアルカノールアミンやアンモニア等の有機アミン、あるいは水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩基類を用いることが可能である。最適な塩基種は選択した顔料、分散剤の種類によって異なるが、不揮発性で安定、かつ保水性の高いものが好ましい。用いる塩基の量は基本的には高分子分散剤の酸価から計算される量から、それを中和するに必要な塩基量としてそれぞれ用いられる。場合によっては、酸の当量を上回る量の塩基を用いる場合がある。それは、分散性向上、インクのｐＨ調整、記録性能の調整、保湿性の向上などの目的で行う。

本発明で使用可能な有機溶剤としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレンまたはオキシプロピレン付加重合体、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、ヘキシレングリコール等のアルキレングリコール類、チオジグリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、トリエチレングリコールジメチル（またはジエチル）エーテル、テトラエチレングリコールジメチル（またはジエチル）エーテル等の多価アルコール類の低級ジアルキルエーテル類、スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン，１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全重量に対して１〜５０重量％、好ましくは２〜３０％の範囲である。上記のごとき有機溶剤は単独でも混合物としても使用できるが、最も好ましい液媒体組成は、水と１種以上の有機溶剤からなり、該溶剤が少なくとも１種以上の水溶性高沸点溶剤、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールを含有するものである。

また、本発明に使用されるインクは、不純物を除去するために洗浄、精製を行ってから使用した方が好ましい。市販の顔料は、有機、無機の不純物を多量に含有しており、これら不純物は、ノズル目詰まり、コゲーション、保管安定性、記録信頼性等に悪影響を及ぼすため、これらを除去するために、洗浄、精製をして用いることが好ましい。洗浄方法・精製方法としては、濾過、遠心分離、分離膜法、イオン交換樹脂処理法、逆浸透法、活性炭法、ゼオライト法、水洗、溶剤抽出等がある。洗浄、精製は、原料混合前、分散液作製後、インク作製後に行うか、あるいは複数の段階で行ったがよい。

さらに、本発明で用いられる光重合開始剤は、１８４ｎｍ〜４５０ｎｍ程度の領域の紫外線を吸収しラジカルまたはイオンを生成してオリゴマー、モノマーの重合を開始させるものである。本発明の反応液に用いられる重合開始剤は、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、ベンジル、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、ポリ塩化ポリフェニル、ヘキサクロロベンゼン等が挙げられ、好ましくは、イソブチルベンゾインエーテル、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムである。また、Ｖｉｃｕｒｅ１０、３０（Stauffer Chemical社製）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４、６５１、２９５９、９０７、３６９、１７００、１８００、１８５０、８１９（チバスペシャルティケミカルズ社製）、Ｄａｒｏｃｕｒｅ１１７３（EM Chemical社製）、ＱｕａｎｔａｃｕｒｅＣＴＸ、ＩＴＸ（Aceto Chemical社製）、Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製）の商品名で入手可能な重合開始剤も使用することができる。光重合開始剤のインク中での含有量は、０．１〜１０重量％、好ましくは０．３〜３重量％とすることができる。

紫外線硬化型樹脂化合物は、分子量５００〜１００００程度の範囲を持つオリゴマーと光重合性モノマーとを含有するものであることが塗膜の性能上好ましいが、どちらか一方であってもよい。オリゴマーは、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。その中でも、１分子中に２以上の（メタ）アクリロイル基を有しているものが好ましく、紫外線照射によりモノマー等と重合し塗膜を形成する。特にポリオールアクリレート、エポキシアクリレート、ピペラジンエチルアクリレート、ジアクリロイルエチルピペラジンからなる化合物群は水溶性、紫外線硬化速度、塗膜物性の面で好適である。モノマーとしては低分子ポリオールのアクリレート構造を有しているものが好ましい。具体的には、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、アクロイルモルホリン、２−フェノキシエチルアクリレート、ジペンタエリストールポリアクリレート、ジペンタエリストールポリアクリレート等が好ましい。インクジェット方式により塗工液を記録媒体に塗布する場合、こうした光重合性化合物の添加量は５〜５０％が塗膜特性、吐出特性の点から好ましい。

なお、本発明で使用される色材、光開始剤、紫外線硬化型樹脂化合物等の成分は、上述のものに限られず、その他公知のものを適宜使用しても差し支えない。

（紫外線照射ランプ）
紫外線照射ランプは、点灯中で水銀の蒸気圧が１〜１０Ｐａである低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、蛍光体が塗布された水銀灯などが好ましい。これら水銀ランプの紫外線領域の発光スペクトルは、１８４ｎｍから４５０ｎｍの範囲である。水銀ランプには、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、クセノンフラッシュランプ、ディープＵＶランプ、ＵＶレーザなどが実用されており、市販されているものを使用し実施することができる。

光源は、用いる光重合開始剤の吸収波長・感度にも合わせて適宜選択され得る。また、必要な紫外線強度は、２〜５０ｍＷ／ｃｍ^２の程度が好ましい。さらに、紫外線の積算照射量ないし吸収量が不足すると、インクの記録媒体への付着力が十分とならなくなる。よって、紫外線照射ランプ１０５（図２の構成ではさらに紫外線照射ランプ１０７）の仕様および駆動条件、さらには、好ましい照射時間を得るための装置の駆動条件（記録媒体搬送速度など）は、ブラックインク（図２の構成ではさらに処理液）の濃度や、これに用いられている光重合開始剤の成分などに応じて適切に選択される。

（実施例１）
ブラックインクの作製
スチレン／アクリル酸／エチルアクリレート共重合体（ガラス転移温度７４℃、酸価２００、重量平均分子量８０００）の水酸化カリウム溶液（中和率１１０％、樹脂固形分２．５部）８０部にエチレングリコールを５部加え、この溶液に純水で洗浄したカーボンブラック（ＭＡ−６，三菱化学製）１５部を添加した後、サンドミルを用いて分散し、水性分散体を作成した。この分散体の固形分は約１７％であった。この分散体を用いて下記組成としたものを実施例１のブラックインクとした。

ブラックインクの組成
上記分散体 ４０部
エチレングリコールモノブチルエーテル １５部
グリセリン ５部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル社製） １部
イオン交換水 残部

カラーインクの作製
スチレン／アクリル酸／エチルアクリレート共重合体（ガラス転移温度６３℃、酸価２５０、重量平均分子量１００００）の水酸化カリウム溶液（中和率１１０％、樹脂固形分２．５部）８０部にエチレングリコールを５部加え、この溶液にＣ．Ｉ．ピグメントシアン１５：３を１５部添加した後、サンドミルを用いて分散し、水性分散体を作成した。この分散体の固形分は約１７％であった。この分散体を用いて下記組成としたものを実施例１のシアンインクとした。

スチレン／アクリル酸／エチルアクリレート共重合体（ガラス転移温度７４℃、酸価１５０、重量平均分子量９０００）の水酸化カリウム溶液（中和率１１０％、樹脂固形分２部）８０部にエチレングリコールを５部加え、この溶液に純水で洗浄したＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を１５部添加した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散を行い、水性分散体を作成した。この分散体の固形分は約１６％であった。この分散体を用いて下記組成としたものを実施例１のマゼンタインクとした。

スチレン／アクリル酸／エチルアクリレート共重合体（ガラス転移温度７４℃、酸価２００、重量平均分子量８０００）の水酸化カリウム溶液（中和率１１０％、樹脂固形分２．５部）８０部にエチレングリコールを５部加え、この溶液に純水で洗浄したＣ．Ｉ．ピグメントイエロー９３を１５部添加した後、サンドミルを用いて分散し、水性分散体を作成した。この分散体の固形分は約１７％であった。この分散体を用いて下記組成としたものを実施例１のイエローインクとした。

カラーインク組成
上記分散体（シアン、マゼンタ、イエローの各々について） ４０部
水溶性紫外線硬化型樹脂モノマー（アクリロイルモルホリン） １５部
水溶性紫外線硬化型樹脂オリゴマー ５部
（ジアクリロイルエチルピペラジンオリゴマー）
光重合開始剤 ３部
（イルガキュア２９５９、チバスペシャルケミカルズ社製）

画像形成
図１の記録装置において、記録媒体としてアート紙（ＳＡ金藤＋、王子製紙製、１８６ｇ／ｍ^２）を用い、記録ヘッド１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃおよび１０３Ｄから、それぞれ、上記組成のブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのインクを吐出させてカラー部分およびブラック部分を有する画像（第１画像）を形成した。また併せて、高デューティのレッド（Ｒ；Ｃ１００％＋Ｍ１００％）の画像部分およびグリーン（Ｇ；Ｃ１００％＋Ｙ１００％）の画像部分が隣接する第２画像を形成した。そして、それらの画像形成後に、紫外線照射を行った。

ここで、ＵＶ照射は、Ｉ３００ＭＢ発光体ユニット、Ｐ３００電力供給、および“Ｄ”バルブを備え、２００〜４５０ｎｍの放射線を与えるＦｕｓｉｏｎ ＵＶモデルＦ３０５紫外線ランプ（ＦｕｓｉｏｎＵＶ社製）を用いて実施した。紫外線の照射強度は約１００ｍＪ／ｃｍであり、さらに、十分な硬化が生じる所要の紫外線の積算照射量を得るために、約５ｓの照射時間が得られるようにした。

（実施例２）
インクの作製
ブラックインクおよびカラーインクとも、実施例１に示したものを作製した。

処理液の作製
実施例１のカラーインク組成において、分散体を同量の水に置換したものを実施例２の処理液とした。

画像形成
図２の記録装置において、インク吸収性のない記録媒体として１００μｍ厚の透明ＰＥＴフイルム（東レ製）を用いた。そして、記録ヘッド１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃおよび１０３Ｄから、それぞれ、上記組成のブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのインクを吐出させて実施例１と同じ第１および第２画像を形成する一方、ヘッド２０３からは上記組成の処理液が付与されるようにした。また、画像形成後および処理液付与後に、それぞれ、ランプ１０５および２０９により紫外線照射を行った。ランプ１０５および１０９の仕様および駆動条件、並びに記録媒体の搬送条件は実施例１と同様である。

（比較例１）
ブラックインクは実施例１のブラックインクを使用した。また、実施例１のカラーインクの分散体を用い、組成は実施例１のブラックインクの組成と同じものを作製して比較例１のカラーインクとした。実施例１のカラーインクを使用した。そして、これらのインクを図１の装置に適用し、実施例１と同じ記録媒体に第１および第２画像を形成する一方、カラーインクとして紫外線硬化型のものを採用しなかったことに伴い、ランプ１０５による紫外線照射を行わなかった。

（比較例２）
カラーインクについては比較例１と同じのものを使用した。ブラックインクについては、自己分散型の顔料を用いた下記組成を有するものとした。
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（キャボット製） ３０部
エチレングリコールモノブチルエーテル １５部
グリセリン ５部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部
アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル社製） １部
イオン交換水 残部

そしてこれらのインクを図２の記録装置に適用し、インク吸収性のない記録媒体として実施例２と同じ記録媒体を用いて、第１および第２の画像を形成した。この際、紫外線硬化処理および処理液付与は行わなかった。

（画像の堅牢性および品質の評価）
以上の実施例１、実施例２、比較例１および比較例２について、耐擦過性、耐水擦過性および境界にじみ性を項目として、形成画像の評価を行った。

ここで、「耐擦過性」については、形成画像をＳＵＳ製のピンセットで擦り、その結果、擦れ跡などの汚損が視認されたか否かで評価した。「耐水擦過性」については、記録物である形成画像を水で濡らしたキムワイプ（クレシア社製）で擦り、その結果、擦れ跡などの汚損が視認されたか否かで評価した。「境界にじみ」については、上記第２画像のＲ部分とＧ部分との境界部を目視し、あふれやにじみが発生しているか否かを評価した。

表１はその評価結果をまとめたものである。

この表に示すように、実施例１および実施例２のいずれにおいても、ブラックインクで形成された部分およびカラーインクで形成された部分に関し、すべての評価項目について良好な結果が得られた。特に、実施例２では、インク吸収性のない記録媒体に対して紫外線硬化型でないブラックインクが吐出されるが、図２の装置構成を適用し、処理液を付与してから紫外線を照射することで硬化処理を施したので、当該ブラック部分についても、対擦過性および耐水擦過性ともに良好であった。

比較例１では、ブラックインクで形成された部分については実施例１と同様に耐擦過性および耐水擦過性については問題がなかったが、カラーインクで形成された部分についてはすべての評価項目について劣っていた。また比較例２では、ブラックインクで形成された部分およびカラーインクで形成された部分とも、すべての評価項目について劣っていることが確認された。

以上のことから、カラーインクを紫外線硬化型のものとして紫外線硬化処理を施せば、記録媒体のインク吸収性の有無に関わらず画像の堅牢性および品質ともに問題がないことが確認された。また、記録媒体がインク吸収性を有していれば、ブラックインクを非紫外線硬化型インクとしても問題がないことが確認された。すなわち、全色インクに関して紫外線硬化型インクを用い、これに応じて紫外線照射系を構成しなくても足りるため、消費電力量の増大や紫外線照射系の大型化、さらにはインクコストの増大を抑制できることになる。

さらに、記録媒体にインク吸収性がない場合において、ブラックインクに非紫外線硬化型インクのものを用いても、図２のような装置構成を採用し、処理液を付与してから紫外線を照射して硬化処理を施すことで、堅牢性の高い記録物を得ることができる。すなわち、ブラックインクに関して紫外線硬化型インクを用いることなく、処理液を１つ用意して、これを記録媒体にインク吸収性が無い場合に付与するようにすれば、消費電力量およびスループットの低下を必要最低限に抑えることが可能となる。

（その他）
なお、上述した記録装置の構成では、インクを吐出するために利用されるエネルギとしてインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する素子を有した記録ヘッドを用いるものとした。しかしピエゾ振動板など通電に応じ機械的エネルギを発生することでインクを吐出させる素子を有した記録ヘッドを用いるものでもよい。また、それらのような所謂オンデマンド型のインク吐出方式を採用するものだけでなく、荷電量制御型やスプレイ方式を利用したコンティニュアス型のインク吐出方式を採用したものでもよい。

また上例では、記録媒体の最大幅に対応した長さにわたって記録素子を整列させてなる記録ヘッドを用いる一方、この記録ヘッドに対し記録媒体を搬送（副走査）させる過程でインク吐出を行うことにより記録を行う所謂ラインプリンタ形態のものを採用した。しかし本発明は、記録ヘッドの主走査と記録媒体の搬送（副走査）とを繰り返しながら記録を行う所謂シリアルプリンタ形態の装置にも適用可能である。

さらに、上例ではカラーインクとしてシアン、マゼンタおよびイエローの３色のインクを用いる場合に本発明を適用した実施形態について説明した。しかしカラーインクの種類および色はこれに限られないのは勿論である。

加えて、上例では全色インクによる画像形成後に硬化処理が施されるものとしたが、要は所要色のインクの吐出後に硬化処理が施されるものであればよいのであって、硬化処理部を適宜の部位に設け得ることは言うまでもない。また、硬化処理部は複数段設けられていてもよい。さらに、硬化処理部の前段に、吐出されたインク中の溶剤を蒸発させる乾燥工程を実施する手段を設けることも好ましい。

また、図２のような装置構成を適用した場合、記録装置側もしくはこれに対して画像データを供給するコンピュータ等のホスト装置側において記録媒体の判別を行い、インク吸収性の有無に応じて、処理液付与の有無およびランプ１０９による紫外線照射処理の有無を定めるようにすることができる。

さらに、図２の構成ではインク吐出による画像形成後に処理液が付与される。しかし、インクと適切に混合することで、エネルギの付与による硬化処理を受容できるようにするものであれば、インク吐出前に予め処理液が吐出されるような構成であってもよい。また、処理液は形成された画像の所要部分にのみ付与されるものでも、記録媒体全体に付与されるものでもよい。

さらに加えて、紫外線硬化型インクと紫外線照射ランプとの組合せを例示したが、用いられるエネルギは紫外線に限られず他のものであってもよく、またこれにあわせてインクの組成を調整し得ることは勿論である。例えば、インクを放射線硬化型、電子線硬化型とし、エネルギとして放射線、電子線を用いることも可能である。

本発明を適用可能なインクジェット記録装置の一例を示す模式的側面図である。 本発明を適用可能なインクジェット記録装置の他の例を示す模式的側面図である。

符号の説明

１０１ 記録媒体
１０２ 記録部
１０３Ａ〜１０３Ｄ インクジェット記録ヘッド
１０４、２０８ 硬化処理部
１０５、２０９ 紫外線照射ランプ
１０６ 搬送ローラ
１０７ 搬送ベルト
１２０Ａ〜１２０Ｄ インクタンク
２０３ 処理液用ヘッド
２０６ 処理液付与部
２２０ 処理液タンク

Claims (14)

1. エネルギの付与により硬化しないブラックインクと、前記エネルギの付与によって硬化する２色以上のカラーインクとを用いて記録媒体上に画像形成を行う工程と、
   当該画像形成後に前記エネルギを付与する工程と、
   を具えたことを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 前記ブラックインクは、色材としての顔料のほか、高分子分散剤を含有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録方法。
3. 前記カラーインクは、色材としての顔料のほか、光重合開始剤および紫外線硬化型樹脂化合物を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録方法。
4. 前記エネルギは紫外線であり、前記エネルギ付与工程は紫外線照射を行う工程であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
5. 前記記録媒体として実質的にインク吸収性がないものが用いられる場合には、前記ブラックは、前記２色以上のカラーインクの混色によって表現されるよう前記選択が行われることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
6. 前記エネルギ付与工程の後に、少なくとも前記ブラックインクで形成される部分に前記エネルギの付与により硬化する処理液を付与する工程と、当該処理液の付与後にさらに前記エネルギを付与する工程とを具えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
7. 前記処理液は、前記カラーインクから色材成分を除去した、または色材成分を同量の水または溶剤で置換した組成を有することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録方法。
8. 前記記録媒体として実質的にインク吸収性がないものが用いられる場合に、前記処理液の付与およびこれに続くエネルギ付与が行われることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録方法。
9. 前記処理液付与工程では、インクを吐出するために用いられるインクジェットヘッドと同等のインクジェットヘッドを用いて前記処理液を付与することを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
10. 前記エネルギの付与に先立って、前記記録媒体上の液体を乾燥させる工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
11. エネルギの付与により硬化しないブラックインクと、前記エネルギの付与によって硬化する２色以上のカラーインクとを用いて記録媒体上に画像形成を行う手段と、
    当該画像形成後に前記エネルギを付与する手段と、
    を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
12. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のインクジェット記録方法によって記録が行われた記録物。
13. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のインクジェット記録方法に適用され、前記ブラックインクと、前記２色以上のカラーインクとを含むことを特徴とするインクセット。
14. 前記エネルギの付与により硬化する処理液をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のインクセット。
    

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