JP2009226863A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被記録媒体および箔のいずれか一方に活性エネルギー線重合性化合物と重合開始剤とを含む液体を像様に吐出するオンデマンド式液滴送出トヘッドと、
前記液体に活性エネルギー線を照射し、被記録媒体および箔のいずれか一方に粘着性を持つ感圧性接着剤の画像を形成する手段と、
形成した接着剤の画像に被記録媒体および箔のいずれか一方を転写して、被記録媒体に箔の画像を形成する箔画像形成手段と、
前記被記録媒体の搬送方向において、前記箔画像形成手段の下流に配置され、少なくとも色材を含んだインクを吐出して前記箔画像が形成された被記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドを有する画像形成手段とを有するインクジェット記録装置。
【選択図】図1
Description
(1)ホットスタンピング:分離層としてワックス層を備え、その上に通常は薄い金属層が展着され、さらにその上に感熱接着剤を塗布した転写フィルムを用い、加熱されたダイで、転写フイルムを基材に圧着することよって、ダイの形状の箔が基材に接着される。この装置では、画像毎に専用のプレスダイを製作する必要があること。ダイを押し付けた状態で静止時間が必要であるため、印刷と箔押しが別工程で行われるため生産性が悪い。
(2)コールドフォイル方式:箔以外のプロセスカラーを印刷する印刷機内で、インクの替わりに専用の接着剤の画像を基材に形成する。この接着剤の画像に専用の箔転写フィルム(フィルム上に分離層を備え、その上に金属層が展着されている。)を印刷機内で常温ニップさせて、接着剤の画像様に箔を基材上に転写する。これに用いる接着剤は感圧性のUV硬化型のものが用いられ、箔の転写時にはそのままで粘着性であり感圧性の粘着剤として働き、さらに箔の上からUV光を照射されると、箔を透過したUV光により重合硬化して基材と箔とを強力に接着させる。このコールドフォイル方式は、高価で製作リードタイムが長いダイが不要で、印刷機上で箔押しが可能で生産性が高いため、主流となりつつある。
特許文献1では、i)インクジェットで所望の図柄に液体を塗布して、ii)「この接着剤のUV光を照射して硬化」と「箔から基材に図柄を転写」する手段と、乾式電子写真方式とインクジェット方式のデジタル印刷装置で画像を形成する手段を連続的に行う、画像形成と箔押しを連続しておこなう装置が開示されている。しかし、この文献には、画像形成後に箔転写する形態であり、例えば、金色箔を転写するjobと銀色箔を転写するjobの場合、job毎に箔を交換する必要がある。デジタルオンデマンド印刷方式では、短いjobでの効率がよいことが利点であるが、この方式だと、箔の色が変わるたびに箔を交換する必要があり、短いjobが増えて箔種類の切り替え回数が増加すると著しく効率が低下する。また多数の種類に箔を在庫する必要があり、この面からも効率が悪い。
(1)被記録媒体および箔のいずれか一方に活性エネルギー線重合性化合物と重合開始剤とを含む液体を像様に吐出するオンデマンド式液滴送出トヘッドと、
前記液体に活性エネルギー線を照射し、被記録媒体および箔のいずれか一方に粘着性を持つ感圧性接着剤の画像を形成する手段(装置)と、
形成した接着剤の画像に被記録媒体および箔のいずれか一方を転写して、被記録媒体に箔の画像を形成する箔画像形成手段(装置)と、
前記被記録媒体の搬送方向において、前記箔画像形成手段の下流に配置され、少なくとも色材を含んだインクを吐出して前記箔画像が形成された被記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドを有する画像形成手段(装置)とを有するインクジェット記録装置。
(2)前記オンデマンド式液滴送出トヘッドは、シングルパスで打滴を行う(1)に記載のインクジェット記録装置。
(3)前記少なくとも色材を含んだインクを吐出するインクジェットヘッドは、シングルパスで打滴を行う(1)または(2)に記載のインクジェット記録装置。
(4)前記画像形成手段は、少なくとも箔上にインクを吐出するインクジェットヘッドと、箔のない被記録媒体上にインクを吐出するインクジェットヘッドとを有する(1)〜(3)のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
(5)前記インクジェットヘッドから吐出されるインクは、活性エネルギー線を照射することで、硬化するインクであり、
前記画像形成手段は、さらに、前記被記録媒体の搬送方向において、前記インクジェットヘッドの下流側に配置され、前記被記録媒体上に形成された画像に活性エネルギー線を照射し、前記画像を構成するインクを硬化する画像硬化手段を有する(1)〜(4)のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
(6)前記画像形成手段は、異なる色のインクを吐出する少なくとも2つの前記インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの間に配置され、前記被記録媒体の搬送方向上流側の前記インクジェットヘッドにより形成された前記画像を構成するインクを半硬化させるインク半硬化手段(装置)を有することを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
例えば、銀色箔をセットしておけば、転写した箔の上からイエローインクを吐出すれば金色とすることが可能である。またシアン色を吐出すればメタリック青とすることができる。またプロセスカラーによりさまざまなメタリック色や、おなじ箔上で色を変えたり、箔の上に画像を形成したり、文字を印刷することも可能になり、デザインの自由度が飛躍的に増大するという利点もある。
また、インクジェット記録装置10の制御部20には、入出力装置22が接続されている。入出力装置22としては、スキャナ等の画像読取装置や、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置等の画像データを送信受信する種々の装置を用いることができる。また、入出力装置22と制御部20との接続方法は、有線、無線を問わず種々の接続方法を用いることができる。
供給ロール30は、ロール状に巻きつけられている連続紙状の被記録媒体Pを有し、被記録媒体Pを供給する。
搬送ロール32は、被記録媒体Pの搬送方向において、供給ロール30の下流側に配置され、供給ロール30から送り出された被記録媒体Pを、搬送方向下流側に搬送する。
搬送ロール対34は、一対のロール対であり、被記録媒体Pの搬送経路において、供給ロール30から送り出された被記録媒体Pを挟持して、搬送方向下流側に搬送する。
回収ロール36は、被記録媒体Pの搬送経路の最下流に配置されている。回収ロール36は、供給ロール30から供給され、さらに搬送ロール対34により搬送されて後述するオンデマンド液滴送出部13、硬化部14、箔転写部15、画像記録部16、画像定着部18に対向する位置を通過した被記録媒体Pを巻き取る。
また、搬送ロール32、搬送ロール対34及び回収ロール36は、図示しない駆動部と接続され、駆動部により回転される。
供給ロール30、搬送ロール32、搬送ロール対34及び回収ロール36は、水平方向と平行な方向に直線で配置されている。また、供給ロール30と搬送ロール対34との間には、後述する箔転写部15の被記録媒体Pと当接する箔転写ニップローラ42が水平方向と平行な方向に直線で配置されている。搬送部の配置は、図示された直線以外に必要な場合は被記録媒体Pの搬送経路を反転させて上下に配置したり、経路を中断して各部を独立に搬送することができる。
硬化部14は、紫外線光源38と紫外線ランプ28とを有し、被記録媒体Pの搬送経路に対向して配置されている。ここで、紫外線ランプは、紫外線を射出する光源であり、被記録媒体P側に向けて、紫外線を照射する。紫外線ランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等、種々の紫外線光源を用いることができる。
各記録ヘッド48は、被記録媒体Pの搬送方向の上流から下流に向かって、記録ヘッド48X、記録ヘッド48Y、記録ヘッド48C、記録ヘッド48M、記録ヘッド48Kの順に配置されている。また、各記録ヘッド48は、それぞれのインク吐出部の先端が被記録媒体Pの搬送経路に対向して、つまり、搬送部12により搬送経路上を搬送される被記録媒体Pに対向して(以下単に「被記録媒体Pに対向して」ともいう。)配置されている。
搬送部12により被記録媒体Pを搬送しつつ、各記録ヘッド48から特色(X)、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、ブラック(K)のそれぞれの色インクを被記録媒体Pに向けて吐出することにより被記録媒体P上にカラー画像を形成することができる。
ここで、記録ヘッド48Xから吐出させる特色インクとしては、白、橙、紫、緑等の種々のインクを用いることができる。
なお、本実施形態の液滴ヘッドから吐出されるインク、記録ヘッドから吐出されるインクは、紫外線硬化型インクである。
このような制御は制御部20で行うことができる。制御条件は画像やドキュメント等のデジタルデータで行ってもよいが、箔画像形成部の下流にセンサー等を設けて検知した条件を入出力部22に入力して行ってもよい。
別の態様として、箔上に吐出するための専用の記録ヘッドを、箔がない場所で使用される記録ヘッドとは別に設けても良い。
プラテン56は、各記録ヘッドに対向する位置を搬送される被記録媒体Pを、画像が形成されない面側、つまり、被記録媒体Pの記録ヘッドユニット46が配置されている面とは反対側の面から支持する。これにより被記録媒体Pと各記録ヘッドとの距離を一定にすることができ、被記録媒体P上に高画質な画像を形成することができる。
なお、プラテン56の形状は、平板に限定されず、記録ヘッド側に凸の曲面形状としてもよい。この場合、各記録ヘッド48は、プラテンとの距離が一定となるように配置される。
また、各紫外線照射ユニット52は、同様の構成であるので、1つの紫外線照射ユニット52について説明する。
紫外線ランプは、紫外線を射出する光源であり、被記録媒体P側に向けて、紫外線を照射する。紫外線ランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等、種々の紫外線光源を用いることができる。
紫外線照射ユニット52は、対向する位置を通過する被記録媒体Pの幅方向の全域に紫外線を照射し、被記録媒体P上に着弾されたインクを半硬化させる。
また、最終硬化用紫外線照射ユニット54は、対向する位置を通過する被記録媒体Pの幅方向の全域に紫外線を照射し、被記録媒体P上に着弾された接着剤と箔及びインクを硬化させる。
インクジェット記録装置10は基本的に以上のような構成である。
本発明のインク組成物を適用しうる被記録媒体としては、特に制限はなく、通常の非コート紙、コート紙などの紙類、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性樹脂材料或いは、それをフィルム状に成形した樹脂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フィルム等を挙げることができる。その他、被記録媒体材料として使用しうる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、ゴム類などが挙げられる。また、金属類や、ガラス類も被記録媒体として使用可能である。
(1)輻射線重合性化合物として、少なくともラジカル重合性基をもつ化合物、および
(2)第1と第2との波長域が異なる2種類の吸収波長域の重合開始剤を含む、
より好ましくは、
(1)少なくともラジカル重合性基とカチオン重合性基を共にもつ化合物、および
(2)重合開始剤として吸収波長域が異なる光ラジカル発生剤と光酸発生剤とを含む。
組成物は所望により、更に紫外線吸収剤、増感剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、高分子化合物、界面活性剤等を含有してもよい。
(a)[ラジカル重合性化合物]
ラジカル重合性化合物としては、例えば、以下に挙げるような付加重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物が含まれる。
本発明法の組成物に用い得る付加重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、上記不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド等があげられる。
また、特開昭51−37193号公報に記載されているようなウレタンアクリレー卜類、特開昭48−64183号公報、特公昭49−43191号公報、特公昭52−30490号公報に記載されているようなポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートをあげることができる。さらに日本接着協会誌vol.20、No.7、300〜308頁(1984年)に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。本発明において、これらのモノマーはプレポリマー、すなわち2量体、3量体およびオリゴマー、またはそれらの混合物ならびにそれらの共重合体などの化学的形態で使用しうる。
上記したラジカル重合性基と以下で説明するカチオン重合性基を共にもつ化合物である。
本発明に用いられる(b)カチオン重合性化合物は、後述する輻射線の照射により酸を発生する化合物から発生する酸により重合反応を生起し、硬化する化合物であれば特に制限はなく、光カチオン重合性モノマーとして知られる各種公知のカチオン重合性のモノマーを使用することができる。カチオン重合性モノマーとしては、例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892号、同2001−40068号、同2001−55507号、同2001−310938号、同2001−310937号、同2001−220526号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。
芳香族エポキシドとしては、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が挙げられ、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。
本発明に用いうる単官能エポキシ化合物の例としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、1,2−ブチレンオキサイド、1,3−ブタジエンモノオキサイド、1,2−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、1,2−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、3−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。
具体的には、単官能ビニルエーテルの例としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、t−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、n−ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4−メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、2−ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフリフリルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル等が挙げられる。
本発明のインク組成物に使用しうるオキセタン環を有する化合物としては、その構造内にオキセタン環を1〜4個有する化合物が好ましい。このような化合物を使用することで、インク組成物の粘度をハンドリング性の良好な範囲に維持することが容易となり、また、硬化後のインク組成物と被記録媒体との高い密着性を得ることができる。
本発明で使用するオキセタン化合物の中でも、インク組成物の粘度と粘着性の観点から、オキセタン環を1個有する化合物を使用することが好ましい。
<(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>
ラジカル重合性基とカチオン重合性基とを共にもつ化合物は、より好ましくは(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である。
(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、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、アクリレート、アクリル酸、アクリロイル基とメタクリレート、メタクリル酸、メタクリロイル基等の表記は、(メタ)アクリレート等と表して、どちらの化合物も示す。上記(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。
(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−ビニロキシメチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1,1−ジメチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸m−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸o−ビニロキシメチルフェニルメチル。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5−ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチルが好適である。
吸収波長域が異なる2種類の重合開始剤であれば、いかなるものでもよい。好ましくは光ラジカル発生剤と光酸発生剤の2種類が挙げられる。好ましくは第1と第2の吸収波長域が50nm以上はなれて異なっている2種類の重合開始剤である。
ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジルー2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジフェニルサルファイド、3,3′,4,4′−テトラ(t−ブチルパーオキシルカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−(3−ジメチルアミノ−2−ヒドロキシ)−3,4−ジメチル−9H−チオキサントン−9−オンメソクロリド等のチオキサントン類。これらの中でも、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アシルフォスフィンオキサイド類が好適である。特に2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1オンが好適である。
カチオン重合開始剤として活性エネルギーの照射により分解して酸を発生する光酸発生剤、例えば、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、イミノスルフォネート等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物を挙げることができる。
本発明においては、得られる画像の耐候性向上、退色防止の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5〜15質量%程度である。
本発明のインク組成物には、光酸発生剤の酸発生効率の向上、感光波長の長波長化の目的で、必要に応じ、増感剤を添加してもよい。増感剤としては、光酸発生剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものであれば、何れでもよい。好ましくは、アントラセン、9,10−ジアルコキシアントラセン、ピレン、ペリレンなどの芳香族多縮環化合物、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーケトンなどの芳香族ケトン化合物、フェノチアジン、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物が挙げられる。添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、光酸発生剤に対し0.01〜1モル%、好ましくは0.1〜0.5モル%で使用される。
インク組成物の安定性向上のため、酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許第223739号公報、同第309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−48535号公報、同62−262047号公報、同63−113536号公報、同63−163351号公報、特開平2−262654号公報、特開平2−71262号公報、特開平3−121449号公報、特開平5−61166号公報、特開平5−119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.1〜8質量%程度である。
本発明のインク組成物には、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。前記有機系の褪色防止剤としては、ハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類、などが挙げられる。前記金属錯体系の褪色防止剤としては、ニッケル錯体、亜鉛錯体、などが挙げられ、具体的には、リサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのI〜J項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や、特開昭62−215272号公報の127頁〜137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.1〜8質量%程度である。
本発明のインク組成物には、射出物性の制御を目的として、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム、ジメチルアミン塩酸塩などの導電性塩類を添加することができる。
本発明のインク組成物には、被記録媒体との密着性を改良するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、耐溶剤性やVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量はインク組成物全体に対し0.1〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜3質量%の範囲である。
本発明のインク組成物には、膜物性を調整するため、各種高分子化合物を添加することができる。高分子化合物としては、アクリル系重合体、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合が好ましい。更に、高分子結合材の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。なお、前記界面活性剤の代わりに有機フルオロ化合物を用いてもよい。前記有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。前記有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57−9053号(第8〜17欄)、特開昭62−135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
タッキファイヤーとしては、具体的には、特開2001−49200号公報の5〜6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3〜14の脂環属アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜14の芳香属アルコールとのエステルからなる共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
少なくともインク、もしくは、インク及びオンデマンド液滴送出ヘッド用液は、少なくとも一種の着色剤を含有する。なお、着色剤はインク以外にその他の液体に含有されてもよい。紫外線硬化性を変化させたり、識別用に着色されたりする場合があるからである。
〈顔料〉
着色剤として、顔料を用いる態様が好ましい。
顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用できるが、黒色顔料としては、カーボンブラック顔料等が好ましく挙げられる。また、一般には黒色、並びにシアン、マゼンタ、及びイエローの3原色の顔料が用いられるが、その他の色相、例えば、赤、緑、青、茶、白等の色相を有する顔料や金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料なども目的に応じて用いることができる。
また着色剤としては、2種類以上の有機顔料又は有機顔料の固溶体を組み合わせて用いることもできる。
本発明の組成物は、射出性を考慮し、射出時の温度において、粘度が20mPa・s以下であることが好ましく、更に好ましくは10mPa・s以下であり、上記範囲になるように適宜組成比を調整し決定することが好ましい。
a)活性エネルギー線重合性化合物として、少なくとも活性エネルギー線重合性基をもつ化合物、および第1と第2との波長域が異なる2種類の吸収波長域の重合開始剤を含む液体を被記録媒体に吐出する、
b)吐出された液体に第1の波長域の活性エネルギー線を照射し重合させ、被記録媒体上に粘着性をもつ接着剤の画像を形成する、
c)形成した接着剤の画像に箔を転写する、
d)箔を転写された被記録媒体の上から色材を含む紫外線インクを吐出して像を形成する。銀色の箔の上からイエローをベタに打滴すると、金色とすることができる。また箔の上から様々なプロセスカラーを打滴することで、さまざまなメタリックカラーの表現が可能である。また箔上にプロセスカラーのグラデーション画像を形成することで、メタリック色のグラデーションも表現が可能である。使用できる紫外線インクとしては、:FUJIFILM Sericol社 Uvijet EGインク(Y,M,C,K)等が挙げられる。
箔がない箇所は通常の紫外線インクジェットと同様に任意の印刷画像の再現が可能である。
e)画像に再度紫外線光を照射して形成した画像を硬化定着させる
f)被記録媒体を巻き取りロールに巻き取る。
a)液体を被記録媒体上に吐出する工程(吐出工程)
図4(a)に示すように被記録媒体P上に被記録媒体の上方に配置された液滴送出ヘッド24から少なくともラジカル重合性基をもつ化合物および第1と第2との波長域が異なる2種類の吸収波長域の重合開始剤を含む液体25を吐出し、被記録媒体上に画像様の液体層を形成する。
図1に示すように液滴送出ヘッド24の下流側には第1の紫外線ランプ28が配置されており、制御部20で制御される。図4(b)に示すように、吐出された液体25は、第1の波長域の紫外線光を照射されて接着剤6の画像を形成する。
吐出された液体の重合性基の一部を選択的に重合させることは、重合開始剤、好ましくはラジカル発生剤(ラジカル用重合開始剤)と、酸発生剤(カチオン用重合開始剤)において、吸収波長域が違う重合開始剤を選択することで可能となる。効果的に、片方の重合性基のみを重合させるためには、ラジカル発生剤(ラジカル用重合開始剤)と、酸発生剤(カチオン用重合開始剤)の2種類で、吸収波長域が違う重合開始剤を選択する。最初の硬化(以下、「第1硬化」とする)用の光源は、発光波長の半値幅が狭い光源、発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)が適している。具体的に組み合わせとして、第1硬化用の光源としてLEDを用いて、第1硬化用の開始剤はLEDの吸収波長付近に吸収ピークをもつ化合物を選択する。
第1硬化は、ラジカル硬化、第2硬化をカチオン硬化とすることが好ましい。第1硬化は、早期に硬化が終了している必要があるが、一般にカチオン重合反応よりも、ラジカル重合反応のほうが早く、第1硬化としては適している。
Tgの測定方法は、重合性化合物をバーコーターで0.1mmの厚みになるように塗布して、紫外線光を照射して重合させたポリマー膜を作成する。この膜から5mgをサンプルしたものを示差走査型熱量測定装置(Differential Scanning Calorimetry DSC)を用いて測定温度範囲を−100℃から150℃として測定することができる。
被記録媒体P上に吐出された液体25は図4(b)工程で硬化され粘着性を持つ接着剤6の画像を形成しているので、図1および図4(c−1)に示すようにその接着剤6上に箔送り出しスプール40から箔転写シートHを供給し、ニップローラ42(上側ローラ42aと下側ローラ42b)で押し付けて接着し巻取りスプール44で引張れば図3(c−2)に示すように接着剤6の上の箇所にだけ箔の金属層4が転写され、不要な箔転写シートHは巻取りスプール44で回収される。
箔押しされた被記録媒体は、さらに下流側に設けられた第2の紫外線照射ユニット54で紫外線照射され、接着剤をさらに架橋させ、転写後の箔付き被記録媒体は、回収ロール36に集められる。
第2の紫外線ランプの照射による第2硬化は、発光波長が狭い光源を用いる必要はなく、第2硬化のための第2の重合開始剤の吸収波長を包含するように、幅広い発光波長をもつ光源が使用可能である。例えば、低圧水銀ランプや高圧水銀ランプが使用可能である。
第2硬化用の重合開始剤として、第1硬化用の重合開始剤の吸収ピーク波長よりも、短波長に吸収ピークをもち、LEDの発光ピーク波長でほとんど吸収がない化合物を選択すれば、可能である。前述のとおり第2硬化用光源の発光スペクトルは第2硬化用の重合開始剤の吸収波長を含むならば、ブロードであってもかまわない。
本発明において、「インクの半硬化」とは、部分的な硬化(partially cured; partial curing)を意味し、インクが部分的に硬化しているが完全に硬化していない状態をいう。なお、被記録媒体(基材)P上に塗布されたインク液が半硬化している場合、硬化の程度は不均一であってもよく、液は深さ方向に硬化が進んでいることが好ましい。
例えば、空気中又は部分的に不活性ガスで置換した空気中で、ラジカル重合性の液を硬化させると、酸素のラジカル重合抑制作用のために、液の表面においてラジカル重合が阻害される傾向がある。この結果、半硬化は不均一となり、液の内部でより硬化が進行し、表面の硬化が遅れる傾向となる。
液を、カチオン重合阻害作用がある湿度条件下で使用して、部分的に光硬化することでも、液の硬化度は外部よりも内部の方が高くすることができる。
インク液daを打滴した後に、インク液daの上にインク液dbを打滴して2次色を形成する時は、半硬化状態のインク液da上にインク液dbを付与することが好ましい。
ここで、インク液daの半硬化状態とは、図6に示すように、インク液da上にインク液dbを打滴した場合に、(1)インク液dbの一部がインク液daの表面に出ており、(2)インク液dbの一部がインク液daに潜り込み、かつ、(3)インク液dbの下層にはインク液daが存在する状態である。
このようにインク液を半硬化させることで、インク液daの硬化膜(着色膜A)及びインク液dbの硬化膜(着色膜B)を好適に積層させることができ、良好な色再現が可能となる。
(mdb/30)<Mdaとすることで打滴干渉の発生を防止でき、さらに、ドットサイズ再現性を高くすることができる。また、Mda<mdbとすることで、インク液daの膜層を均一に形成ができ、濃度の低下を防止できる。
例えば、インク液dbの最大吐出量を、600×600dpiの打滴密度で、1画素当たり12ピコリットルとすると、単位面積当たりに吐出するインク液dbの最大重量mdbは、0.04g/cm2となる(なお、インク液dbの密度は、約1.1g/cm3とする。)。従って、この場合は、インク液da層の単位面積当たりの未硬化部の重量Mdaを、0.0013g/cm2より大きく0.04g/cm2未満とすることが好ましく、0.002g/cm2より大きく0.013g/cm2未満とすることがさらに好ましく、0.004g/cm2より大きく0.008g/cm2未満とすることが特に好ましい。
例えば、下塗り液および/またはインク液の含有する重合性化合物がアクリレートモノマーもしくはメタクリレートモノマーである場合は、810cm−1付近に重合性基(アクリレート基、メタクリレート基)に基づく吸収ピークが観測でき、該ピークの吸光度で、前記非重合率を定義することが好ましい。また、重合性化合物がオキセタン化合物である場合は、986cm−1付近に重合性基(オキセタン環)に基づく吸収ピークが観測でき、該ピークの吸収光度で、前記非重合率を定義することが好ましい。重合性化合物がエポキシ化合物である場合は、750cm−1付近に重合性基(エポキシ基)に基づく吸収ピークが観測でき、該ピークの吸収光度で、前記非重合率を定義することが好ましい。
また、増粘(粘度上昇)も、活性光の照射、又は加熱によって好適に行うことができる。
下記組成の液体2を、高速水冷式撹拌機により撹拌し、紫外線インクジェット用接着剤前駆体の液体とした。
〔液体2〕
・N−ビニルカプロラクタム 4.1部
・2−エチルヘキシルアクリレート 39.5部
・ライトアクリレートIO−A 22.8部
・First cure ST−1 0.05部
・Lucirin TPO 8.5部
・Irgacure 819(bis AcylPhosphine)
5.0部
・アクリル酸2−(2ビニロキシエトキシ)エチル 10.0部
・Irgacure 250(ヨードニウム塩型重合開始剤)
5.0部
・BYK 307 0.05部
・アクリル樹脂a(メタクリル酸2−エチルヘキシル/メタクリル酸n−ブチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシルエチルの共重合体、ガラス転移温度−20℃、重量平均分子量50,000) 5部
ライトアクリレートIO−A:イソオクチルアクリレート、共栄社化学(株)製)
First cure ST−1:(重合禁止剤、Chem First社製)
Lucirin TPO:(光重合開始剤(2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド)、BASF社製)
Irgacure 819:ラジカル重合開始剤(ビスアシルフォスフィン):光重合開始剤、チバスペシャリティーケミカルズ社製
アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル:日本触媒社製
この実施例に記載したように、箔を転写するための接着剤前駆体の液体として、ラジカル重合性基とカチオン重合性基の両方を有する化合物を用いて、2段階の硬化とすることで、転写性と被記録媒体と箔との接着は両立できるために好ましい。特に、本発明の装置では、接着剤硬化用の紫外線光源と、インク硬化用の光源を有しているため、特に高価な紫外線光源を追加することなく、上記の態様とすることが可能である。
下記液体1を実施例と同様に高速水冷式撹拌機により撹拌し、紫外線インクジェット用液体として液体1を得た。
〔液体1〕
・N−ビニルカプロラクタム 5.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 48.4部
・ライトアクリレートIO−A 28.0部
・First cure ST−1 0.05部
・Lucirin TPO 8.5部
・Irgacure819(ビスアシルフォスフィン) 5.0部
・BYK 307 0.05部
・アクリル樹脂(メタクリル酸2−エチルヘキシル/メタクリル酸n−ブチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシルエチルの共重合体、ガラス転移温度−20℃、重量平均分子量50,000) 5部
第2硬化は、紫外線ランプ、HAN250NL ハイキュア水銀ランプ(ジーエス・ユアサ コーポレーション社製)を積算光量が6000mJ/cm2となるように照射した。
第1硬化の積算光量を小さくすることで粘着性の接着剤層とし、その後の第2硬化で充分硬化することができた。
図2に示す装置を用い、実施例1で用いた液体2を用いて実施例1と同様の箔転写を行い、次に記録ヘッド48X、48Y、48C、48M、48Kでのインクの吐出後に紫外線照射ユニット52でそれぞれのインクを半硬化させ、最後に最終硬化用紫外線照射ユニット54で充分硬化させて印刷を行った。金色、銀色の箔画像と、カラーの文字印刷を有する特に鮮明な印刷物を得た。被記録媒体と箔との接着は良好であった。
2 剥離層
3 ラッカー層
4 金属層
5 補助接着剤
6 接着剤
8 接着剤層
10 インクジェット記録装置
11 箔
12 搬送部
13 オンデマンド式液滴送出部
14 硬化部
15 箔画像形成部
16 画像記録部
18 画像定着部
20 制御部
22 入出力装置
24 液滴送出ヘッド
25 液体(接着用液)
26 組成物タンク
28 紫外線ランプ
30 供給ロール
32 搬送ロール
34 搬送ロール対
36 回収ロール
38 紫外線光源
40 箔送り出しスプール
42 箔転写ニップローラ
44 巻取りスプール
46 記録ヘッドユニット
48、48X、48Y、48C、48M、48K 記録ヘッド
50,50X,50Y,50C,50M,50K インクタンク
52、54 紫外線照射ユニット
56 プラテン
P 被記録媒体
H 箔転写シート
Claims (2)
- 被記録媒体および箔のいずれか一方に活性エネルギー線重合性化合物と重合開始剤とを含む液体を像様に吐出するオンデマンド式液滴送出ヘッドと、
前記液体に活性エネルギー線を照射し、被記録媒体および箔のいずれか一方に粘着性を持つ感圧性接着剤の画像を形成する手段と、
形成した接着剤の画像に被記録媒体および箔のいずれか一方を転写して、被記録媒体に箔の画像を形成する箔画像形成手段と、
前記被記録媒体の搬送方向において、前記箔画像形成手段の下流に配置され、少なくとも色材を含んだインクを吐出して前記箔画像が形成された被記録媒体に画像を形成するインクジェットヘッドを有する画像形成手段とを有するインクジェット記録装置。 - 前記オンデマンド式液滴送出ヘッドは、シングルパスで打滴を行う請求項1に記載のインクジェット記録装置。
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