JP2008179136A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 中間転写体上に輻射線重合性化合物と着色材とを含むインクを吐出したのち、インクを記録媒体へ転写する画像形成方法において、輻射線重合性化合物は、少なくともラジカル重合性基とカチオン重合性基とをもつ化合物であるとともに、中間転写体上のインクを輻射線で照射することで、インクのラジカル重合性基又はカチオン重合性基の一方を選択的に重合硬化させ、選択的に重合硬化されたインクをその硬化物の軟化点+10℃以内の範囲で加熱しながら記録媒体上へ転写し、転写されたインクを再び輻射線で照射することで、ラジカル重合性基又はカチオン重合性基の他方を重合硬化させる。
【選択図】 図1
Description
のある中間転写型の画像形成方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。
したのち、インクを記録媒体へ転写する画像形成装置において、前記輻射線重合性化合物が、分子内に少なくともラジカル重合性基とカチオン重合性基とをもつ化合物である前記インクを供給する液体供給手段と、前記液体供給手段から供給される前記インクを前記中間転写体に対して液滴状に吐出する液体吐出手段と、前記液体吐出手段によって前記中間転写体上に付与された前記インクに輻射線を照射して前記インクのラジカル重合性基又はカチオン重合性基の一方を選択的に重合硬化させる第1輻射線照射手段と、該選択的に重合硬化されたインクを、その硬化物の軟化点+10℃以内の範囲で加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱された前記インクを加圧し前記記録媒体に転写させる加圧手段と、該記録媒体に転写されたインクを、再び輻射線で照射することで、前記ラジカル重合性基又はカチオン重合性基の他方を重合硬化させる第2輻射線照射手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
図1は本実施形態の画像形成装置である、インクジェット記録装置の概略構成を示した模式図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置10は、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),黒(K)の各色のインクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド(以下、ヘッドという。)12C,12M,12Y,12Kを有する印字部12と、各ヘッド12C,12M,12Y,12Kに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、ヘッド12C,12M,12Y,12Kから打滴されるインクによって画像(一次画像)が形成される中間転写体16を備えている。
コート紙などの非浸透性又は低浸透性の媒体、裏面に粘着剤と剥離ラベルの付いたシール用紙、OHPシートなどの樹脂フィルム、金属シート、布、木など様々な媒体がある。
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド12C,12M,12Y,12Kの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号50によってヘッドを示すものとする。
たインク供給用の共通流路(図3中符号55)から個々の圧力室52にインクを供給するための個別供給口54とを含んで構成される圧力室ユニット(液滴吐出素子)53を複数個マトリクス状に(2次元的に)配列させた構造を有している。
ば、図2(a) の構成に代えて、図2(c) に示すように、複数のノズル51が2次元に配列された短尺のヘッドモジュール50’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。
図4はインクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である。図4に示すインクタンク60はヘッド50にインクを供給する基タンクであり、図1で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インクタンク60の形態としては、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード、無線タグ等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。
図5はインクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84、光源ドライバ85等を備えている。
次に、本実施形態のインクジェット記録装置に用いられるインクについて詳述する。本例に示すインクジェット記録装置では、重合開始剤、輻射線重合性化合物、及び、色材(着色材)を含有する各色インクから構成されるインクセットが用いられる。特に、本例では水(重合しない溶媒成分)を全く含まない完全硬化型のインクが用いられている。そして、輻射線重合性化合物は、少なくともラジカル重合性基とカチオン重合性基とをもつ化合物である。
本発明に係る分子内にラジカル重合性基とカチオン重合性基とをもつ化合物に関して説明する。(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを共に有する化合物としては、1分子内に少なくとも1つ以上の(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する化合物であればよいが、下記一般式(1);
CH2=CR1−COO−R2−O−CH=CH−R3 …(1)
(式中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。R2は、炭素数2〜20の有機残基を表す。R3は、水素原子又は炭素数1〜11の有機残基を表す。)で表されるビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類であることが好ましい。
本発明における輻射線重合性化合物は、後述する重合開始剤などから発生するラジカルなどの開始種により重合もしくは架橋反応を生起し、硬化する機能を有するものである。
本発明において重合性化合物として用いられるカチオン重合性化合物としては、例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892、同2001−40068、同2001−55507、同2001−310938、同2001−310937、同2001−220526などの各公報に記載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。
本発明のラジカル重合性基とカチオン重合性基を有する化合物以外に、重合性化合物として光ラジカル開始剤から発生する開始種により重合反応を生じる各種公知のラジカル重合性モノマーを使用することできる。
本発明のインクには、第1硬化と第2硬化のために、吸収波長の異なる重合開始剤を複数使用する。この重合開始剤は、活性光、熱、あるいはその両方のエネルギーの付与によりラジカルや酸などの開始種を発生し、既述の重合性化合物の重合を開始、促進させ、硬化する化合物である。
4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ニトロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール等が挙げられる。
本発明の効果を損なわない範囲で、光重合開始剤の感度を向上させる目的で、増感色素を添加してもよい。増感色素の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
さらに、感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合阻害を抑制する等の作用を有する公知の化合物を共増感剤として加えてもよい。
of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
中間転写体上で第1硬化したインクの軟化点の測定は、ビカット軟化点測定装置と類似の熱機械分析装置(TMA)により可能である。ただし、通常のビカット軟化点測定では、プローブは1mm径で、荷重1Kgで、プローブが1mm侵入した時点の温度を測定するが、本発明のように、薄膜の軟化点を測定する場合は、熱機械分析装置(TMA)を使用し、プローブ径を細く、荷重をかるく、侵入深さを小さくして測定することが適切である。具体的にはプローブ径0.5mm、荷重500mNで温度を上昇させながら、プローブの進入深さを測定し、急激に進入量が増加する温度を軟化点と定義する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図7は本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録装置300の概略全体構成図である。なお、上述した第1実施形態と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図8は第3実施形態に係るインクジェット記録装置400の概略全体構成図である。なお、図8中、図1、図7で説明した構成と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
表−1および表−2に示す組成のインク液と下塗り液を、ジルコニアビーズを使用するビーズミルで、分散調製した。調製した液は、すべて5μm径のフィルタを通してろ過した。
具体的にはプローブ径0.5mm、荷重500mNで温度を上昇させながら、プローブの進入深さを測定し、急激に進入量が増加する温度を軟化点と定義するこれらのインク液(101〜111)をステンレス板上に厚み0.5mmになるようにバー塗布し、硬化用の光源として発光ピーク波長が365nmの紫外線LED(日亜化学工業製 NSHU 550B)を用いてUV光を照射して硬化膜を形成して試料片を作成した。この試料片を熱機械析装置(TMA)によりJISK7206に類似方法で、0.5mmのプローブが荷重500mNで温度を上昇しながら、プローブの進入深さを測定し、急激に進入量が増加する温度を軟化点とした。
調製した本発明のインク105を、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置10に装填して、打滴密度が0%から100%まで8段階に変化してゆく階段状のパッチ画像を含むテスト画像を、上質紙(富士ゼロックス製 C2紙)に記録して、以下の評価を行った。
◎:中間転写上に残留がなく、100%転写した。
○:90%以上が転写した。
△:80%以上が転写した。
○:滲みは観察されない
×:紙繊維に沿った滲みが観察される。
○:パイルハイトは気にならない。
×:パイルハイトが高く、盛り上がりを不自然に感じる。
○:メディア片にインクの付着は、まったく観察されない。
△:メディア片にインクの付着がわずかに観察される。
×:メディア片にインクの付着があきらかに観察される。
下塗り液がない中間転写体上に、動的表面張力(γ2(0.1秒))が異なるインク液105と111で、格子状のテスト画像を打滴し、上質紙に転写したサンプルを顕微鏡で観察した結果、隣接ドットの合一によって、ライン幅が乱れる着弾干渉が見られた(表−5)。これに対して、動的表面張力(γ1(0.1秒))が異なる下塗り液を中間転写体上に4μmの厚みになるように、ローラーコーターで塗布してから、その下塗り液上にインクを打滴した場合、下塗り液の動的表面張力が、インク液の動的表面張力よりも低い場合のみ、着弾干渉がなく、高画質な画像が得られた。
実施例1,2の記録媒体を、上質紙からアート紙(三菱製紙製 特菱アート)、PETシート(富士ゼロックス製 OHP用シート)に変えてそれぞれ実験を行ったが、同様の結果が得られた。インクが浸透する媒体から非浸透媒体まで、幅広いメディアへの適用できることが明らかである。
Claims (9)
- 中間転写体上に輻射線重合性化合物と着色材とを含むインクを吐出したのち、インクを記録媒体へ転写する画像形成方法において、
前記輻射線重合性化合物は、分子内に少なくともラジカル重合性基とカチオン重合性基とをもつ化合物であるとともに、
中間転写体上のインクを輻射線で照射することで、前記インクのラジカル重合性基又はカチオン重合性基の一方を選択的に重合硬化させ、
該選択的に重合硬化されたインクを、その硬化物の軟化点+10℃以内の範囲で加熱しながら前記記録媒体上へ転写し、
該転写されたインクを、再び輻射線で照射することで、前記ラジカル重合性基又はカチオン重合性基の他方を重合硬化させることを特徴とする画像形成方法。 - 前記中間転写体上で選択的に重合硬化する基が、ラジカル重合性基であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記インクに含まれる前記ラジカル重合性基数は、該ラジカル重合性基数と前記カチオン重合性基数の合計数の60%以上90%以下の範囲であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記ラジカル重合性基をもつ化合物が、分子内に1個のラジカル重合性基を有する化合物であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1に記載の画像形成方法。
- 前記中間転写体上にインクを吐出する前に、前記輻射線重合性化合物を含む下塗り液を付与するとともに、
該下塗り液の表面寿命0.1秒における動的表面張力値γ1と、前記インクの表面寿命0.1秒における動的表面張力値γ2との関係が、γ1<γ2であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1に記載の画像形成方法。 - 前記輻射線重合性化合物は、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリロイル基とビニルエーテル基とを有する化合物であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1に記載の画像形成方法。
CH2=CR1−COO−R2−O−CH=CH−R3 …(1)
(式中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。R2は、炭素数2〜20の有機残基を表す。R3は、水素原子又は炭素数1〜11の有機残基を表す。) - 前記中間転写体上のインクを輻射線で照射する際の輻射線源が、発光ダイオード、又は半導体レーザーであることを特徴とする請求項1〜6の何れか1に記載の画像形成方法。
- 前記記録媒体上へ転写したインクを再び輻射線で照射する際の輻射線源が、電子線照射装置であることを特徴とする請求項1〜7の何れか1に記載の画像形成方法。
- 中間転写体上に輻射線重合性化合物と着色材とを含むインクを吐出したのち、インクを記録媒体へ転写する画像形成装置において、
前記輻射線重合性化合物が、分子内に少なくともラジカル重合性基とカチオン重合性基とをもつ化合物である前記インクを供給する液体供給手段と、
前記液体供給手段から供給される前記インクを前記中間転写体に対して液滴状に吐出する液体吐出手段と、
前記液体吐出手段によって前記中間転写体上に付与された前記インクに輻射線を照射して前記インクのラジカル重合性基又はカチオン重合性基の一方を選択的に重合硬化させる
第1輻射線照射手段と、
該選択的に重合硬化されたインクを、その硬化物の軟化点+10℃以内の範囲で加熱する加熱手段と、
前記加熱手段で加熱された前記インクを加圧し前記記録媒体に転写させる加圧手段と、
該記録媒体に転写されたインクを、再び輻射線で照射することで、前記ラジカル重合性基又はカチオン重合性基の他方を重合硬化させる第2輻射線照射手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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