JP2010228191A - 記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高温高湿条件下においても、光沢低下が抑制された画像が得られる記録装置を提供する。
【解決手段】中間転写体10と、第一紫外線硬化性溶液層12B及び他の紫外線硬化性溶液層13Bを含んで形成されたインク受容層と、前記中間転写体10上に形成された前記インク受容層にインク滴を付与するインク付与手段14と、前記インク滴が付与された前記インク受容層を記録媒体に接触させた後に、前記インク受容層を前記中間転写体から剥離することにより、前記中間転写体10から前記記録媒体に前記インク受容層を転写する転写手段16と、前記インク受容層が転写された記録媒体に、紫外線を照射する紫外線照射手段18と、を有する記録装置101。
【選択図】図1

Description

本発明は、記録装置に関する。
インクを利用した画像やデータ等を記録の一つとして、インクジェット記録方式がある。インクジェット記録方式の原理は、ノズル、スリット、或いは多孔質フィルム等から液体或いは溶融固体インクを吐出(付与)し、紙、布、フィルム等に記録を行うものである。インクを吐出する方法については、静電誘引力を利用してインクを吐出させる、いわゆる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用してインクを吐出させる、いわゆるドロップオンデマンド方式(圧力パルス方式)、高熱により気泡を形成、成長させることにより生じる圧力を利用してインクを吐出させる、いわゆる熱インクジェット方式等、各種の方式が提案されており、これらの方式により、極めて高精細の画像やデータの記録物を得られる。
このインクジェット記録方式も含め、インクを利用した記録方式では、浸透媒体や非浸透媒体などの多様な記録媒体に対し高画質で記録を行うために、中間転写体に記録した後、記録媒体に転写する方式が提案されている。
例えば、画像層のインク流れや混色を防止する目的で、紫外線硬化性インクを噴射して受像体に画像層を形成し、記録媒体と受像体上の画像層とのニップを転写に十分な圧力を用いて形成し、画像層に紫外線を照射するインクジェット記録装置において、紫外線供給装置と画像層とに挟まれる受像体又は紫外線供給装置用ハウジングが設けられているインクジェット記録装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、インク使用量を低減する目的で、紫外線(UV)硬化型インクを中間転写体に付与し、中間転写体を押圧してUV硬化型インクを最終基材へ転写し、UV硬化型インクへ紫外線を照射するインクジェット画像形成方法において、最終基材上のUV硬化型インクドット径が中間転写媒体上のUV硬化型インクドット径より大きいことを特徴とするインクジェット画像形成方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、飛翔インク滴が中間転写体に転写されるのに先だって、中間転写体の表面に液体を付着させ、その液体上にインクを付着させてから、中間転写体上のインクを液体とともに被印刷体に転写することを特徴とする記録方法について開示されている(例えば、特許文献3参照)。
一方、シリコーンコゴムからなる中間転写体に界面活性剤を塗布する技術が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2007−152945号公報 特開2007−15241号公報 特開2001−212956号公報 特開平07−256873号公報
本発明は、高温高湿条件下においても、光沢低下が抑制された画像が得られる記録装置を提供することを目的とする。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
中間転写体と、
前記中間転写体上に形成され、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有する第一紫外線硬化性溶液層、及び該第一紫外線硬化性溶液層上に一層以上形成され、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有し、吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層における吸液成分の含有率よりも大きい他の紫外線硬化性溶液層、を含んで形成されたインク受容層と、
前記中間転写体上に形成された前記インク受容層に、インク滴を付与するインク付与手段と、
前記インク滴が付与された前記インク受容層を記録媒体に接触させた後に、前記インク受容層を前記中間転写体から剥離することにより、前記中間転写体から前記記録媒体に前記インク受容層を転写する転写手段と、
前記インク受容層が転写された記録媒体に、紫外線を照射する紫外線照射手段と、
を有することを特徴とする記録装置である。
請求項2に係る発明は、
前記第一紫外線硬化性溶液層が含有する硬化材料が、溶解性パラメーターが8以上10未満のモノマーであることを特徴とする請求項1に記載の記録装置である。
請求項3に係る発明は、
前記他の紫外線硬化性溶液層が含有する硬化材料が、溶解性パラメーターが10以上18以下のモノマーであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の記録装置である。
請求項4に係る発明は、
前記第一紫外線硬化層の厚さが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の記録装置である。
請求項5に係る発明は、
前記第一紫外線硬化性溶液層の粘度が、10mPas以上500mPas以下であり、該第一紫外線硬化性溶液層に接する前記他の紫外線硬化性溶液層の粘度より小さいことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の記録装置である。
請求項6に係る発明は、
前記インク滴が付与された前記インク受容層上に、更に紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含む紫外線硬化性溶液層を形成する第二紫外線硬化性溶液層形成手段を有することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の記録装置である。
請求項7に係る発明は、
中間転写体と、
該中間転写体上に、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有する第一紫外線硬化性溶液層を形成し、更に該第一紫外線硬化性溶液層上に、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有し、インク吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層におけるインク吸液成分の含有率よりも大きい他の紫外線硬化性溶液層を一層以上形成して、インク受容層を形成するインク受容層形成手段と、
前記中間転写体上に形成された前記インク受容層に、インク滴を付与するインク付与手段と、
前記インク滴が付与された前記インク受容層を記録媒体に接触させた後に、前記インク受容層を前記中間転写体から剥離することにより、前記中間転写体から前記記録媒体に前記インク受容層を転写する転写手段と、
前記インク受容層が転写された記録媒体に、紫外線を照射する紫外線照射手段と、
を有することを特徴とする記録装置である。
請求項8に係る発明は、
前記インク滴が付与された前記インク受容層上に、更に紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含む紫外線硬化性溶液層を形成する第二紫外線硬化性溶液層形成手段を有することを特徴とする請求項7に記載の記録装置である。
請求項1に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿条件下においても、光沢低下が抑制された画像が得られる記録装置が提供される。
請求項2に係る発明によれば、第一紫外線硬化性溶液層が含有する硬化材料が、溶解性パラメーターが8以上10未満のモノマーでない場合に比べ、得られる画像の光沢低下が抑制されるという効果が顕著になる。
請求項3に係る発明によれば、他の紫外線硬化性溶液層が含有する硬化材料が、溶解性パラメーターが10以上18以下のモノマーでない場合に比べ、得られる画像の光沢低下が抑制されるという効果が顕著になる。
請求項4に係る発明によれば、第一紫外線硬化層の厚さが0.1μm以上20μm以下でない場合に比べ、得られる画像の光沢低下が抑制されるという効果が顕著になる。
請求項5に係る発明によれば、第一紫外線硬化性溶液層の粘度が10mPas以上500mPas以下でない場合に比べ、得られる画像の光沢低下が抑制されるという効果が顕著になる。
請求項6に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、記録媒体に転写された画像が最終転写、紫外線硬化まで安定する。
請求項7に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、高温高湿条件下においても、光沢低下が抑制された画像が得られる記録装置が提供される。
請求項8に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、記録媒体に転写された画像が最終転写、紫外線硬化まで安定する。
本実施形態に係る記録装置の一例を示す概略構成図である。
<記録装置>
本実施形態に係る記録装置の第一実施形態は、中間転写体と、前記中間転写体上に形成され、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有する第一紫外線硬化性溶液層、及び該第一紫外線硬化性溶液層上に一層以上形成され、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有し、吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層における吸液成分の含有率よりも大きい他の紫外線硬化性溶液層、を含んで形成されたインク受容層と、前記中間転写体上に形成された前記インク受容層に、インク滴を付与するインク付与手段と、前記インク滴が付与された前記インク受容層を記録媒体に接触させた後に、前記インク受容層を前記中間転写体から剥離することにより、前記中間転写体から前記記録媒体に前記インク受容層を転写する転写手段と、前記インク受容層が転写された記録媒体に、紫外線を照射する紫外線照射手段と、を有することを特徴とする。
また、本実施形態に係る記録装置の第二実施形態は、中間転写体と、該中間転写体上に、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有する第一紫外線硬化性溶液層を形成し、更に該第一紫外線硬化性溶液層上に、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有し、インク吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層におけるインク吸液成分の含有率よりも大きい他の紫外線硬化性溶液層を一層以上形成して、インク受容層を形成するインク受容層形成手段と、前記中間転写体上に形成された前記インク受容層に、インク滴を付与するインク付与手段と、前記インク滴が付与された前記インク受容層を記録媒体に接触させた後に、前記インク受容層を前記中間転写体から剥離することにより、前記中間転写体から前記記録媒体に前記インク受容層を転写する転写手段と、前記インク受容層が転写された記録媒体に、紫外線を照射する紫外線照射手段と、を有することを特徴とする。
本実施形態に係る記録装置の第一実施形態は、前記第一紫外線硬化性溶液層及び他の紫外線硬化性溶液層、を含んで形成されたインク受容層を有する中間転写体(以下、このインク受容層を有する中間転写体を「中間転写媒体」という場合がある。)を有する記録装置であり、また、本実施形態に係る記録装置の第二実施形態は、中間転写体上にインク受容層を形成して、中間転写媒体として用いるものである。本実施形態に係る記録装置の第一実施形態及び第二実施形態(以下、第一実施形態及び第二実施形態を併せて、「本実施形態に係る記録装置」という場合がある。)は、前記中間転写媒体にインク滴を付与し(インク付与工程)、中間転写媒体から前記第一紫外線硬化性溶液層及び他の紫外線硬化性溶液層を剥離し、前記記録媒体に前記第一紫外線硬化性溶液層及び他の紫外線硬化性溶液層を転写し(転写工程)、紫外線を照射する(紫外線照射工程)ことにより画像を得るものである。
硬化材料及び吸液成分を含む紫外線硬化性溶液層を一層設けた中間転写体を用いる従来のインクジェット記録では、転写する際の紫外線硬化性溶液層の加圧薄膜化により、吸液粒子等の粒子が露出し水分吸湿により光沢・画像が悪化しやすい。また、紫外線硬化される際に、吸液粒子の反応阻害、硬化抑制による用紙吸着性が低下した。更に、吸液粒子の反応阻害、硬化抑制により、用紙吸着性が低下する場合があった。
前記中間転写媒体は、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有する第一紫外線硬化性溶液層が、保護層としての役割をはたし、記録媒体に転写された場合に画像が形成された層の吸湿性による光沢低下、用紙吸着浸透性等が改善され、定着後の耐湿性・耐候性が高い画像が得られる。
詳しくは、前記記録媒体に前記第一紫外線硬化性溶液層及び他の紫外線硬化性溶液層が転写されると、第一紫外線硬化性溶液層は表面層になり、画像が形成されている他の紫外線硬化性溶液層の保護層として機能する。その結果、吸液成分による吸湿・光沢低下離型阻害、反応性低下が抑制され、さらに粘度も自由に調整でき、より表面性の優れた画像が得られる。
第一紫外線硬化性溶液層は、他の紫外線硬化性溶液層との親和性がよいものであれば、硬化材料として硬化方式、材料種、シリコーン変性量等が異なった硬化系を用いてもよく、さらに増感材等使用により、転写硬化速度が上げられ高速転写される。
他の紫外線硬化性溶液層は、インク画像を形成し、かつ固定させることを特徴とするもので吸液性を高くしてもよく、インクの浸透・展開性を上げ、かつ第一紫外線硬化性溶液層とのなじみ・粘性の異なるものをもってきてもよい。
記録媒体に転写された第一紫外線硬化性溶液層及び他の紫外線硬化性溶液層を一括して硬化させると、層の膜厚の調整、画像保持性,転写安定性が付与され、各層が機能分離される。その結果、中間転写媒体上でのクリーニング性、残留樹脂、インク等が軽減される。
また、前記中間転写媒体は、前記他の紫外線硬化性溶液層における吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層における吸液成分の含有率よりも大きいことを特徴とする。この構成にすることにより、該第一紫外線硬化性溶液層分では転写後表面層になり、吸液成分の表面露出割合が低くなり、高温・高湿時の光沢低下、変形、画質劣化が抑えられ、かつ二層目(他の紫外線硬化性溶液層)以降の転写界面との接着性保持と耐磨耗性が向上でき、画像保持性が良好となる。
前記中間転写媒体における各層に用いる樹脂及び硬化形態は異なっていてもよく、前記第一紫外線硬化性溶液層が、前記他の紫外線硬化性溶液層よりも硬化速度が速いことが好ましい(中間転写体に近い層になるにつれて硬化速度が速くなることがより好ましい。)。硬化速度を早くするためには、ラジカル重合開始剤及びカチオン重合開始剤から選ばれる少なくとも何れかを含有することが好ましい。ここで、硬化速度は、UV(紫外線)トルクメーターでUV照射による初期粘性の反応速度の立ち上がりと100%反応するまでの時間を計測し判断している。
(中間転写体)
本実施形態における中間転写体は円筒状でもベルト状でもよい。また、中間転写体から第一紫外線硬化性溶液層が剥離しやすくなる(記録媒体への効率的な転写)点、また、転写膜の表面状態の環境変化の影響を受けにくく経時安定化がはかれ、また、第一紫外線硬化性溶液層が硬化性の速い材料構成で構成することで、転写時の高速転写が容易になる点で、中間転写体表面は離型性を有していることが好ましい。離型性を有するための方法としては、(1)中間転写体の素材を離型性・撥水性がいいものにする。(2)離型性が向上する外添剤・離型剤を添加する。等の方法が挙げられる。
(1)の方法では、用いる中間転写体の素材として、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素樹脂や、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム等が挙げられる。
具体的には、中間転写体が円筒状である場合、アルミやステンレスの外周面に半導電性あるいは絶縁性(25℃における体積抵抗が8乗以上13乗以下)の粒子保持層を形成してもよい。
また、中間転写体がベルト状である場合、記録装置内におけるベルト回転駆動し、必要な機械強度を持ち、転写及び定着する際に熱を使用する場合には、必要な耐熱性を持つものであれば良く、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエーテルサルフォン、ステンレス等が挙げられる。
(2)の方法において、外添剤としては、Si系オイル、フッ素系オイル、炭化水素系ワックス類、ポリアルキレングリコール、脂肪酸エステル、フェニルエーテル、リン酸エステルなどが挙げられ、Siオイル変性モノマー、フッ素系オイル変性モノマー、ポリプロピレン成分(PP)又はポリエチレン成分(PE)基を含む反応性モノマー類が好ましい。
また、中間転写体表面層に、低表面エネルギー化する剥離剤を塗布してもよい。該剥離剤としては、Si系オイル、フッ素系オイル、炭化水素系・ポリアルキレングリコール、脂肪酸エステル、フェニルエーテル、リン酸エステルなどが挙げられ、Siオイル変性モノマー/フッ素系オイル変性モノマー/PPO(ポリプロピレンオキサイド)又はPEO(ポリエチレンオキサイド)基を含む反応性モノマー類が好ましい。
(第一紫外線硬化性溶液層)
本実施形態における第一紫外線硬化性溶液層は、前記中間転写体に接して形成され、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含み、吸液成分の含有量が50質量%以下であり、水に対する接触角が30°以上100°以下の層であることが好ましい。接触角が30°以上100°以下であると、中間転写体から第一紫外線硬化性溶液層が剥離しやすくなり、記録媒体へ効率的に転写される。前記接触角は60°以上100°以下であることが好ましい。ここで、接触角は塗布面上で硬化した塗膜の水接触角を測定して求められる。
前記第一紫外線硬化性溶液層は、吸液成分の含有量が50質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、全く含まないことが更に好ましい。
第一紫外線硬化性溶液層に含まれる硬化材料は、紫外線を照射することにより硬化するものであれば特に限定されないが、溶解性パラメーター(sp値)が8以上10未満(8以上9未満がより好ましい。)のモノマーであることが好ましい。ここで、sp値は、fedorsの方式により化合物の構造式より求める。
以下、sp値が8以上10未満のモノマーを以下に示す。尚、( )内の数字はsp値である。
メトキシポリエチレングリコール(n=8):(9.3)、ラウリルアクリレート(8.7)、ペンタメチルピペリジルメタクリレート(8.7)、エトキシフェニルアクリレート(9.6)、テトラヒドロフルアクリレート(9.2)、ジシクロペンタニルアクリレート(9.3)、ジまたはトリプロピレンクリコールアクリレート(9以上9.5以下)、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(9.6)、各種ポリエテイレングリコールジアクリレート(9.5以上9.7以下)、アクリル酸ビニロキシエトキシ)エチル(8.7)、及びそのメタクリル酸誘導体(8.7)、エチレンオキサンド変性ポリプロピレングリコールジメタクリレート(8.2)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(9.4)、トリシクロデカンメタノールジアクリレート(9.7)、ポリプピレングリコール(8.2)、グリセンプロポキシトトリアクリレート(9.2)、トリメチロールエトキシトリアクリレート(9.1)、トリメチロールプロパントリアクリレート(9.9)など各種ポリエーテル変性、脂環式アクリレート類からなるものが挙げられ、これを混合・分散してなる塗工液を予めラジカル系重合剤等と混合してクリアー液として使用することが好ましい。
また、第一紫外線硬化性溶液層に含まれる硬化材料は、シリコーン変性されているシリコーン化合物であることが好ましく、第一紫外線硬化性溶液層がシリコーン化合物を含み、該第一紫外線硬化性溶液層におけるシリコーン化合物の含有量が、全ての紫外線硬化性溶液層の中で最も多いことが好ましい。
前記第一紫外線硬化性溶液層が離型性を有する透明フィラーを含むことが好ましい。離型性を有する透明フィラーとしては、シリカ、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリアイミド微粉、無機ガラス、シリコーンゴム粉等が挙げられる。
第一紫外線硬化性溶液層における透明フィラーの含有量は、強度と分散性、UV透過性の点で、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。
前記第一紫外線硬化性溶液層は、硬化速度を速くするために、ラジカル重合開始剤及びカチオン重合開始剤から選ばれる少なくとも何れかを含むことが好ましい。該ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、チオキサントン系、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシケトン、α−ヒドロキシアルキルフェノン、 α−アミノケトン、α−アミノアルキルフェノン、モノアシルフォスフィンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ヒドロキシベンゾフェノン、アミノベンゾフェノン、チタノセン型、オキシムエステル型、オキシフェニル酢酸エステル型などが挙げられる。
また、カチオン重合開始剤としては、例えば、アリールスルホニウム塩、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、アレン−イオン錯体誘導体、トリアジン系開始剤等が挙げられる。
第一紫外線硬化性溶液層の厚さは、得られる画像の光沢低下が抑制されるという効果が顕著になる点で、0.1μm以上20μm以下であることが好ましく、0.1μm以上10μm以下であることがより好ましい。尚、紫外線硬化層の厚さは転写塗膜の膜厚を触針式デジタル膜厚保計で印字用紙を塗布面での高さの差を測定して評価する。尚、測定は、3ポイント(塗布両端部及びその中央部)測定し、その平均を第一紫外線硬化性溶液層の厚さとする(後記他の紫外線硬化性溶液層も同様)。
(他の紫外線硬化性溶液層)
本実施形態における他の紫外線硬化性溶液層は、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含み、吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層における吸液成分の含有率よりも大きい。該他の紫外線硬化性溶液層における吸液成分の含有量は5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
他の紫外線硬化性溶液層に含まれる硬化材料としては、紫外線を照射することにより硬化するものであれば特に限定されないが、sp値が10以上18未満(10以上14未満がより好ましい。)のモノマーであることが好ましい。以下、sp値が10以上14 未満のモノマーを以下に示す。尚、( )内の数字はsp値である。
アクロイルモルフィリン(10.9)、ビニリホルムアミド(13.5)、ヒドロキシエチルアクッルアミド(10.6)、アクリル酸(11.1)及び共重合体、ヒドキシアクリロイロキシプロピルメタクリレート(11.7)、ペンタエリスリトーツトリアクリレート(11.5)、ペンタエリスルトーツテトラアクリレート(10.3)などが挙げられる。これに柔軟性の優れるウレタンアクリル、ポリエーテル誘導体、ポリエステル誘導体などのもつアクリル酸コモノマー、オリゴマー類を併用して用いる。
他の紫外線硬化層の厚さは、塗膜のかとう性、折り曲げ耐性、クラック・耐衝撃性等の点で、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、3μm以上30μm以下であることがより好ましい。
本実施形態において吸液成分とは、吸液成分とインクを質量比30:100で24時間混合した後、混合液中からフィルターにより吸液成分を取り出した時、吸液成分の重量がインク混合前に対して5%以上増加するものである。
このように、他の紫外線硬化性溶液層がインク吸液成分を含有することによって、速やかにインク液体成分(例えば、水、水性溶媒)が、樹脂層に取り込まれ画像が固定化するため、インク間の境界部での混色が抑制され、画像ムラ性が抑制され、さらには転写時の圧力によるインクの転写ムラが軽減される。
吸液成分は、例えば樹脂(以下、吸液樹脂と称する場合がある)や、表面親インク性を持たせた無機粒子(例えば、シリカ、アルミナ、ゼオライトなど)等が挙げられ、用いるインクに応じて選択される。
具体的には、インクとして水性インクを用いる場合は、吸液成分として吸水材料を用いることが好ましい。また、インクとして油性インクを用いる場合は、吸液成分として吸油材料を用いることが好ましい。
吸水材料としては、具体的には、例えば、ポリアクリル酸及びその塩、ポリメタクリル酸及びその塩、(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸及びその塩から構成される共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸及びその塩から構成される共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸及びその塩から構成される共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−カルボン酸及びその塩構造を有する脂肪族又は芳香族置換基を有するアルコールと(メタ)アクリル酸とから生成するエステルから構成される共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−カルボン酸およびその塩構造を有する脂肪族又は芳香族置換基を有するアルコールと(メタ)アクリル酸とから生成するエステルから構成される共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、ブタジエン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸およびその塩から構成される共重合体、ブタジエン−(メタ)アクリル酸エステル−カルボン酸およびその塩構造を有する脂肪族又は芳香族置換基を有するアルコールと(メタ)アクリル酸とから生成するエステルから構成される共重合体、ポリマレイン酸およびその塩、スチレン−マレイン酸及びその塩から構成される共重合体等、前記それぞれの樹脂のスルホン酸変性体、それぞれの樹脂のリン酸変性体等、等が挙げられ、好ましくは、ポリアクリル酸およびその塩、スチレン−(メタ)アクリル酸およびその塩から構成される共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸およびその塩から構成される共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−カルボン酸およびその塩構造を有する脂肪族又は芳香族置換基を有するアルコールと(メタ)アクリル酸とから生成するエステルから構成される共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸およびその塩から構成される共重合体、が挙げられる。これら樹脂は、未架橋でも架橋されていてもよい。
また吸油材料としては、具体的には、例えば、ヒドロキシステアリン酸、コレステロール誘導体、ベンジリデンソルビトールといった低分子ゲル化剤や、ポリノルボルネン、ポリスチレン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン共重合体、各種ロジン類等が挙げられ、好ましくは、ポリノルボルネン、ポリプロピレン、ロジン類が挙げられる。
前記第一紫外線硬化性溶液層の粘度は、10mPas以上500mPas以下であり、該第一紫外線硬化性溶液層に接する前記他の紫外線硬化性溶液層の粘度より小さいことが好ましい。ここで、各層の粘度は、25℃において、HAAKE製モジュール型粘度測定装置によりせん断速度一定(10−1/s)で測定した。
上記のように、前記第一紫外線硬化性溶液層の粘度は、10mPas以上500mPas以下が好ましく、100mPas以上500mPas以下がより好ましい。
また、前記第一紫外線硬化性溶液層に接する他の紫外線硬化性溶液層の粘度は、100mPas以上50000mPas以下が好ましく、100mPas以上5000mPas以下がより好ましい。
また、前記他の紫外線硬化性溶液層は2層以上形成されていてもよく、この場合得られる画像の光沢低下が抑制されるという効果が顕著になる点で、前記第一紫外線硬化性溶液層と接する他の紫外線硬化性溶液層の粘度が、全ての紫外線硬化性溶液層の粘度の中で最も高いことが好ましい。3層以上の場合は画像媒体形成層後にさらにコート紙や樹脂フィルム上での密着性や画像部の固定、変形を防ぐ目的でこの上に積層するか前もってコート紙上に塗布してもよく、機能分離型にして、画質安定化が図られる。
前記第一紫外線硬化性溶液層は、前記他の紫外線硬化性溶液層よりも硬化速度が速いことが好ましい。第一紫外線硬化性溶液層の硬化速度を早くするためには、ラジカル重合開始剤及びカチオン重合開始剤から選ばれる少なくとも何れかを含ませることが好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ベンジル系、トリアジン系、ベンゾイルホスホン、ベンゾイルアミン系などが挙げられる。
また、カチオン重合開始剤としては、スルホニウム塩系、ジアゾニウム塩系、ヨードニウム塩系が挙げられる。
前記中間転写媒体は、第一紫外線硬化性溶液層と他の紫外線硬化性溶液層に分かれており、表面性状(シボターン、布目、絹目、網目、line状)の形状付与が容易になる。また、他の紫外線硬化性溶液層で問題であった、吸液成分の介在によるモノマー相溶化による粘性増加、疎水性モノマー、シリコーン成分等によるインク吸液抑制が防げ、画像形成能が向上する。
一方、従来は後加工で表面層(保護層)をつけ、表面の平滑性・光沢・耐湿性などを保持するが、本実施形態に係る中間転写媒体は、第一紫外線硬化性溶液層が表面層(保護層)になり、簡便に画像形成される。
本実施形態において、第一紫外線硬化性溶液層及び他の紫外線硬化性溶液層の形成方法は、一般的な塗布方法により形成されるが、中でも塗布層の均一性、薄層形成可能及び、層形成速度が速い点から、ダイ塗布、ギャップ塗布、コンマ塗布、ウエブ塗布、キャスト製膜など粘度、膜厚、製膜状態に合わせて選択でき、0.1μm以上10μm以下程度の薄膜を予め塗布しておき、高粘性・厚膜製膜には別途異なった製膜方法を併用して、塗布時間を短縮できる。層の形成方法は、ローラ塗布、ブレード塗布方式が好ましい。また、第一紫外線硬化性溶液層及び他の紫外線硬化性溶液層第1層と第2層の形成方法は、同じでも異なっていてもよい。
また、第一紫外線硬化性溶液層と他の紫外線硬化性溶液層の厚みは、合計して5μm以上20μm以下であることが好ましい。該厚みが5μm未満では十分な吸液性が得られない場合がある。また、20μmを超えると、画質が低下する場合がある。また、第一紫外線硬化性溶液層の層厚は、他の紫外線硬化性溶液層の層厚よりも小さいほうが好ましい。他の紫外線硬化性溶液層の層厚のほうが小さい場合、十分なインク吸液性を得られず画質が悪化する場合がある。
先ず、本実施形態に係る記録装置について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係る記録装置の一例を示す概略構成図である。
図1に示す記録装置101は、インク受容層形成手段を有する第二実施形態の一例であり、例えば、無端ベルト状の中間転写ベルト10(中間転写体)の周囲に、中間転写ベルト10の移動方向(矢印方向)における上流側から順に、中間転写ベルト10上に第一紫外線硬化性溶液層用の第一硬化性溶液12Aを供給し第一紫外線硬化性溶液層12B(第一紫外線硬化性溶液層)を形成する第一紫外線硬化性溶液供給装置(インク受容層形成手段)12、中間転写ベルト10上に形成された第一紫外線硬化性溶液層の上に他の紫外線硬化性溶液層用の他の硬化性溶液13Aを供給し他の紫外線硬化性溶液層13Bを形成する他の紫外線硬化性溶液供給装置(インク受容層形成手段)13、中間転写ベルト10上に形成された他の紫外線硬化性溶液層13Bにインク滴14Aを付与し画像Tを形成するインクジェット記録ヘッド14(インク付与手段)、第一紫外線硬化性溶液層12B及び画像Tが形成された他の紫外線硬化性溶液層13Bを記録媒体Pに接触させ圧力を加えることにより、第一紫外線硬化性溶液層12B及び画像Tが形成された他の紫外線硬化性溶液層13Bを記録媒体P上に転写する転写装置16(転写手段)、及び中間転写ベルト10表面に残留する第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bの残留物や付着した異物(記録媒体Pの紙粉等)等を除去するクリーニング装置20が配置されている。
また、さらに記録媒体Pの進行方向下流側には、記録媒体Pに転写された第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bをさらに硬化させることにより受像層12Bを記録媒体Pに定着させる紫外線照射装置18が配置されている。
中間転写ベルト10は、例えば、支持ロール10A、支持ロール10B、及び加圧ロール16B(転写装置16)により内周面側から張力を掛けつつ回転するように支持されて配設されている。また中間転写ベルト10は、記録媒体Pの幅と同等又はそれ以上の幅(軸方向長さ)を有している。
第一紫外線硬化性溶液供給装置12は、例えば、第一硬化性溶液12Aを収納する筐体12C内に、第一硬化性溶液12Aを中間転写ベルト10へ供給する供給ローラ12Dと、供給された第一硬化性溶液12Aにより形成された第一紫外線硬化性溶液層12Bの層厚を規定するブレード12Eと、を含んで構成されている。
第一紫外線硬化性溶液供給装置12は、その供給ローラ12Dが中間転写ベルト10に連続的に接触するようにしてもよいし、中間転写ベルト10から離間する構成としてもよい。また、溶液供給装置12は、独立した溶液供給システム(図示せず)より第一硬化性溶液12Aを筐体12Cへ供給させ、第一硬化性溶液12Aの供給がとぎれないようにしてもよい。
第一紫外線硬化性溶液供給装置12は、上記構成に限られず、公知の供給法(塗布法:例えば、バーコーター塗布、スプレー方式の塗布、インクジェット方式の塗布、エアーナイフ方式の塗布、ブレード方式の塗布、ロール方式の塗布等)などを利用した装置が適用される。
また、他の紫外線硬化性溶液供給装置13は、例えば、他の硬化性溶液13Aを収納する筐体13C内に、他の硬化性溶液13Aを第一紫外線硬化性溶液層12B上へ供給する供給ローラ13Dと、供給された他の硬化性溶液13Aにより形成された他の紫外線硬化性溶液層13Bの層厚を規定するブレード13Eと、を含んで構成されている。他の紫外線硬化性溶液供給装置13の好ましい構成は、第一紫外線硬化性溶液供給装置12と同様である。
インクジェット記録ヘッド14は、例えば、中間転写ベルト10の移動方向上流側から、ブラックインクを付与するための記録ヘッド14Kと、シアンインクを付与するための記録ヘッド14Cと、マゼンタインクを付与するための記録ヘッド14Mと、イエローインクを付与するための記録ヘッド14Yと、の各色の記録ヘッドを含んで構成されている。無論、記録ヘッド14の構成は上記構成に限られず、例えば、記録ヘッド14Kのみで構成してもよいし、記録ヘッド14C、記録ヘッド14M、及び記録ヘッド14Yのみで構成してもよい。
各記録ヘッド14は、張力が掛けられて回転支持された中間転写ベルト10における非屈曲領域上で、且つ中間転写ベルト10表面と記録ヘッド14のノズル面との距離が例えば0.7から1.5mmにして配置されている。
また、各記録ヘッド14は、例えば、記録媒体Pの幅と同等又はそれ以上の幅を持つライン型インクジェット記録ヘッドが好ましいが、従来のスキャン型のインクジェット記録ヘッドを用いてもよい。高速で画像を書き込むためには、紙幅のライン型インクジェット記録ヘッドが望ましいが、従来のスキャン型のインクジェット記録ヘッドを用いて、中間転写体上に形成された粒子層に順次画像を形成しても良い。
各記録ヘッド14のインク付与方式は、圧電素子駆動型、発熱素子駆動型等、インク付与される方式であれば制限はない。なお、インクの詳細については後述する。
転写装置16は、以下のように構成されている。具体的には、例えば、加圧ロール16Bにより中間転写ベルト10を張架し、非屈曲領域を形成している。中間転写ベルト10の非屈曲領域において、加圧ロール16Bに対向する位置には、記録媒体Pを支持する支持体22が設けられている。また、加圧ロール16Aは、中間転写ベルト10の加圧ロール16Bと対向する位置に配置され、支持体22に設けられた開口部(図示せず)を通して記録媒体Pに接触する。
また紫外線照射装置18は、中間転写ベルト10の外側で、記録媒体Pの第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bが転写された面と対向する位置に設けられ、中間転写ベルト10から剥離された第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bに直接紫外線等を照射する。
ここで、紫外線照射装置18としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、デイープ紫外線ランプ、マイクロ波を用い外部から無電極で水銀灯を励起するランプ、紫外線レーザー、キセノンランプ、UV−LED(紫外線発光ダイオード)などが適用される。
記録媒体Pとしては、浸透媒体(例えば、普通紙や、コート紙等)、非浸透媒体(例えば、アート紙、樹脂フィルムなど)、いずれも適用される。記録媒体Pは、これらに限られず、その他、半導体基板など工業製品も含まれる。
以下、記録装置101の画像記録プロセスにつき、説明する。
記録装置101では、中間転写ベルト10が回転駆動され、まず、溶液供給装置12及び13により、中間転写ベルト10表面に第一硬化性溶液12A及び他の硬化性溶液13Aを供給して、第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bを形成する。
また、例えば、受像層12Bの厚みをインク滴14Aが受像層12Bの最下層まで到達しない程度とすれば、記録媒体Pへの転写後では受像層12Bのうちインク滴14Aが存在する領域が露出せず、インク滴14Aが存在しない領域が硬化後には保護層として機能する。
次に、インクジェット記録ヘッド14によりインク滴14Aを付与し、中間転写ベルト10上に形成された他の紫外線硬化性溶液層13Bに当該インク滴14Aを付与する。インクジェット記録ヘッド14は画像情報に基づき、他の紫外線硬化性溶液層13Bにインク滴14Aを付与する。
この際、インクジェット記録ヘッド14によるインク滴14Aの付与は、張力が掛けられて回転支持された中間転写ベルト10における非屈曲領域上で行われる。つまり、ベルト表面がたわみのない状態で受像層12Bにインク滴14Aの付与がなされる。
加圧ロール16A及び16Bによって第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bに加えられる圧力は、転写効率の向上及び画像乱れの抑制といった観点から、0.001MPa以上2MPa以下の範囲とすることが好ましい。またこのとき加熱してもよい。
次に、剥離位置において受像層12Bが中間転写ベルト10から剥離されることにより、インク滴14Aによる画像Tが含まれる硬化性樹脂層(画像層)が記録媒体Pに形成される。
次に、中間転写ベルト10から剥離された記録媒体P上の第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bは、紫外線照射装置18により、記録媒体Pとは接していない面に直接紫外線等が照射され、さらに硬化することにより記録媒体Pに定着する。
一方、受像層12Bが記録媒体Pへ転写された後の中間転写ベルト10表面に残った第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bの残留物や異物は、クリーニング装置20により除去される。
以上のようにして、本実施形態に係る記録装置101では、画像記録が行われる。
以下、本実施形態に用いられるインク滴14Aに含まれるインクの詳細について説明する。
インクとしては、溶媒として水性溶媒を含む水性インク、溶媒として油性溶媒を含む油性インクが挙げられる。本実施形態においては、水性インク又は油性インクを用い、記録媒体として非浸透媒体を用いた場合でも、ヒーター等により溶媒を揮発させることなく良い画像定着性が得られる。また、インクとしては、紫外線硬化型インクも使用される。紫外線硬化型インクを用いることにより、耐久性の高い画像が形成される。
水性インクとしては、例えば、記録材として水溶性染料又は顔料を水性溶媒に分散又は溶解したインクが挙げられる。また、油性インクとしては、例えば、記録材として油溶性染料を油性溶媒に溶解したインク、記録材として染料又は顔料を逆ミセル化して分散したインクが挙げられる。
油性インクを用いる場合は、低揮発性又は不揮発性(沸点が80℃以上)の溶媒を用いた油性インクを用いることが好ましい。油性インクの溶媒が低揮発性又は不揮発性であることにより、ヘッドノズル端部において、溶媒揮発によるインク状態変化が起きにくいため、ヘッドノズル耐目詰まり性が良い。また油性インクの溶媒が低揮発性又は不揮発性であることにより、インク滴を受容した受像層が記録媒体に転写された後に、油性インクの溶媒が記録媒体に浸透しても、カール・カックルが生じにくい。さらに油性インクの溶媒は、カチオン硬化性のものであってもよい。
本実施形態においては、インクとして水性インクを用いることが好ましい。この場合、上記他の紫外線硬化性溶液層13Bに含まれる吸液成分としては、吸水材料を用いることが好ましい。
まず、記録材について説明する。記録材としては、主に色材が挙げられる。色材としては、染料、顔料のいずれも用いられるが、耐久性の点で顔料であること好ましい。顔料としては有機顔料、無機顔料のいずれも使用でき、黒色顔料ではファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料等が挙げられる。黒色とシアン、マゼンタ、イエローの3原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等を使用してもよい。また、本発明のために、新規に合成した顔料でも構わない。
また、シリカ、アルミナ、又は、ポリマービード等をコアとして、その表面に染料又は顔料を固着させた粒子、染料の不溶レーキ化物、着色エマルション、着色ラテックス等を顔料として使用する方法もある。
黒色顔料の具体例としては、Raven7000、Raven5750、Raven5250、Raven5000 ULTRAII、Raven 3500、Raven2000、Raven1500、Raven1250、Raven1200、Raven1190 ULTRAII、Raven1170、Raven1255、Raven1080、Raven1060(以上コロンビアン・カーボン社製)、Regal400R、Regal330R、Regal660R、Mogul L、Black Pearls L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400(以上キャボット社製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black 18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex35、Printex U、Printex V、Printex140U、Printex140V、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black4(以上デグッサ社製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上三菱化学社製)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シアン色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Blue−1,−2,−3,−15,−15:1,−15:2,−15:3,−15:4,−16,−22,−60等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
マゼンタ色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red−5,−7,−12,−48,−48:1,−57,−112,−122,−123,−146,−168,−177,−184,−202;C.I.Pigment Violet −19等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
黄色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Yellow−1,−2,−3,−12,−13,−14,−16,−17,−73,−74,−75,−83,−93,−95,−97,−98,−114,−128,−129,−138,−151,−154,−180等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ここで、色材として顔料を使用した場合には、併せて顔料分散剤を用いることが好ましい。使用される顔料分散剤としては、高分子分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
高分子分散剤としては、親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体が好適に用いられる。親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体としては、縮合系重合体と付加重合体とが使用される。縮合系重合体としては、公知のポリエステル系分散剤が挙げられる。付加重合体としては、α,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の付加重合体が挙げられる。親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体と疎水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体を組み合わせて共重合することにより目的の高分子分散剤が得られる。また、親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の単独重合体も用いられる。
親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、りん酸基等を有する単量体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロオキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
疎水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。
高分子分散剤として用いられる、好ましい共重合体の例としては、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。また、これらの重合体に、ポリオキシエチレン基、水酸基を有する単量体を共重合させてもよい。
上記高分子分散剤としては、例えば重量平均分子量で2000以上50000以下のものが挙げられる。
これら顔料分散剤は、単独で用いても、二種類以上を併用しても構わない。顔料分散剤の添加量は、顔料により大きく異なるため一概には言えないが、一般に顔料に対し、合計で0.1乃至100質量%が挙げられる。
色材として水に自己分散可能な顔料も用いられる。水に自己分散可能な顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を数多く有し、高分子分散剤が存在しなくとも水中で分散する顔料のことを指す。具体的には、通常のいわゆる顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理等を施すことにより、水に自己分散可能な顔料が得られる。
また、水に自己分散可能な顔料としては、上記顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−o−jet−300、IJX−157、IJX−253、IJX−266、IJX−273、IJX−444、IJX−55、Cab−o−jet−260M、Cab−o−jet−250C、Cab−o−jet−270Y、Cab−o−jet−1027R、Cab−o−jet−554B、オリエント化学社製のMicrojet Black CW−1、CW−2等の市販の自己分散顔料等も使用される。
自己分散顔料としては、その表面に官能基として少なくともスルホン酸、スルホン酸塩、カルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料であることが好ましい。より好ましくは、表面に官能基として少なくともカルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料である。
更に、樹脂により被覆された顔料等も使用される。これは、マイクロカプセル顔料と呼ばれ、大日本インキ化学工業社製、東洋インキ社製などの市販のマイクロカプセル顔料だけでなく、本発明のために試作されたマイクロカプセル顔料等も使用される。
また、高分子物質を上記顔料に物理的に吸着又は化学的に結合させた樹脂分散型顔料も用いられる。
記録材としては、その他、親水性のアニオン染料、直接染料、カチオン染料、反応性染料、高分子染料等や油溶性染料等の染料類、染料で着色したワックス粉・樹脂粉類やエマルション類、蛍光染料や蛍光顔料、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、フェライトやマグネタイトに代表される強磁性体等の磁性体類、酸化チタン、酸化亜鉛に代表される半導体や光触媒類、その他有機、無機の電子材料粒子類などが挙げられる。
記録材の含有量(濃度)は、例えばインクに対して5乃至30質量%の範囲が挙げられる。
記録材の体積平均粒径は、例えば10nm以上1000nm以下の範囲が挙げられる。
記録材の体積平均粒径とは、記録材そのものの粒径、又は記録材に分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒径をいう。体積平均粒径の測定装置には、マイクロトラックUPA粒度分析計 9340 (Leeds&Northrup社製)を用いた。その測定は、インク4mlを測定セルに入れ、測定した。なお、測定時の入力値として、粘度にはインクの粘度を、分散粒子の密度は記録材の密度とした。
次に水性溶媒について説明する。水性溶媒としては、水が挙げられ、特にイオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することがよい。また、水性溶媒と共に、水溶性有機溶媒を用いてもよい。水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が使用される。
水溶性有機溶媒の具体例としては、多価アルコール類では、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、1,2−へキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、キシリトールなどの糖アルコール類、キシロース、グルコース、ガラクトースなどの糖類等が挙げられる。
多価アルコール類誘導体としては、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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が、アルコール類としてはエタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類が挙げられる。
含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
水溶性有機溶媒としては、その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等も用いられる。
水溶性有機溶媒は、少なくとも1種類以上使用してもよい。水溶性有機溶媒の含有量としては、例えば1質量%以上70質量%以下の範囲が挙げられる。
次に、油性溶媒について説明する。油性溶媒としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、グリコール類、含窒素溶媒、植物油等の有機溶媒が使用される。脂肪族炭化水素の例として、n−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルヘキサン、n−オクタン、メチルヘプタン、ジメチルヘキサン、ノナン、デカン等が挙げられ、アイソパーなどのn−パラフィン系溶剤、iso−パラフィン系溶剤、シクロパラフィン系溶剤などのパラフィン系溶剤でも構わない。また、芳香族炭化水素としては、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等が挙げられる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、ペンタノン、ヘキサノン、ヘプタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエータル等が挙げられる。グリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。その他、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル等のグリコール誘導体を溶媒として用いても良い。植物油としては、乾性油、半乾性油、不乾性油などが挙げられる。乾性油としては、荏の油、アマニ油、桐油、ケシ油、くるみ油、紅花油、ひまわり油などが挙げられ、半乾性油としては菜種油、不乾性油としては、ヤシ油が挙げられる。上記溶媒は単独もしくは二種以上併用しても良い。
次に、その他の添加剤について説明する。インクには、その他、必要に応じて、界面活性材が添加される。
これら界面活性剤の種類としては、各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、好ましくは、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が用いられる。
以下、界面活性剤の具体例を列挙する。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が使用でき、好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等が用いられる。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アルキルアルカノールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコール、アセチレングリコールのポリオキシエチレン付加物等が挙げられ、好ましくは、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコール、アセチレングリコールのポリオキシエチレン付加物が用いられる。
その他、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤や、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤、スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント等も使用される。
これらの界面活性剤は単独で使用しても混合して使用してもよい。また界面活性剤の親水性/疎水性バランス(HLB)は、溶解性等を考慮すると例えば3乃至20の範囲が挙げられる。
これらの界面活性剤の添加量は、例えば0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上3質量%以下の範囲がより好ましい。
また、インクには、その他、浸透性を調整する目的で浸透剤、インク吐出性改善等の特性制御を目的でポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等や、導電率、pHを調整するために水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属類の化合物等、その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、及びキレート化剤等も添加される。
次に、インクの好適な特性について説明する。まず、インクの表面張力は、例えば20乃至45mN/mの範囲が挙げられる。
ここで、表面張力としては、ウイルヘルミー型表面張力計(協和界面科学株式会社製)を用い、23℃、55%RHの環境において測定した値を採用した。
インクの粘度は、1.5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、1.5mPa・s以上20mPa・s以下の範囲がより好ましい。ヘッド吐出性の観点からは、インクの粘度は20mPa・s以下が好ましい。また、インクの粘度は、上記硬化性溶液の粘度に比べ低いことがよい。
ここで、粘度としては、レオマット115(Contraves製)を測定装置として用いて、測定温度は23℃、せん断速度は1400s−1の条件で測定した値を採用した。
なお、インクは、上記構成に限定されるものではない。記録材以外に、例えば、液晶材料、電子材料など機能性材料を含むものであってもよい。
以下、本実施形態において用いられるインク滴30Aに含まれる紫外線硬化性インクについて説明する。
紫外線硬化性インクは、外部からの刺激(エネルギー)により硬化する硬化性材料を少なくとも含んでいる。「外部からの刺激(エネルギー)により硬化する硬化性材料」については、上記第一紫外線硬化性溶液層12B、他の紫外線硬化性溶液層13Bに含まれる硬化性材料と同様である。
また紫外線硬化性インクには、上記硬化反応に寄与する主成分(モノマー、マクロマー、オリゴマー、及びプレポリマー、重合開始剤等)を溶解又は分散するための水や有機溶媒を含んでいてもよい。但し、当該主成分の比率が例えば30質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは90質量%以上の範囲が挙げられる。
さらに紫外線硬化性インクは、記録材を含む。記録材については、上記インク滴14Aに含まれるインクに用いられる記録材と同様である。
紫外線硬化性インクの表面張力は、例えば20mN/m以上45mN/m以下の範囲が挙げられる。
紫外線硬化性インクの粘度は、1.5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、1.5mPa・s以上20mPa・s以下の範囲がより好ましい。ヘッド吐出性の観点からは、インクの粘度は20mPa・s以下が好ましい。
なお、紫外線硬化性インクは、上記構成に限定されるものではなく、その他の添加物や機能性材料を含むものであってもよい。
また、本実施形態に係る記録装置は、前記インク滴が付与された前記他の紫外線硬化性溶液層上に、更に紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含む紫外線硬化性溶液層を形成する第二紫外線硬化性溶液層形成手段(不図示)を有することが好ましい。更に紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含む紫外線硬化性溶液層を形成して、画像を仮固定させて、画像の変形、収縮、インクの印字部以外の展開・にじみを防ぐための仮固定層を設けて、最終転写、紫外線硬化まで安定する。さらに用紙浸透性を制御し、より転写効率の高くする粘着性をもつ樹脂材料系が選択される。更に形成される紫外線硬化性溶液層としては、ポリエーテルウレタン、又はポリオール変性を含む層が挙げられる。
以上の図1で示す記録装置(本実施形態に係る記録装置の第二実施形態)は、中間転写体上にインク受容層を形成して中間転写媒体として用いるものであるが、本実施形態に係る記録装置の第一実施形態は、予め、インク受容層が形成された中間転写媒体を用いるものであり(従って、インク受容層形成手段を有していない。)、この点以外は、本実施形態に係る記録装置の第二実施形態と同様の構成である。
以下、本実施形態を実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本実施形態を制限するものではない。
(紫外線硬化モノマー液1)
硬化剤含有シリコーン変性アクリル樹脂HC1001(東芝シリコーン製、粘度=40mPas、sp値=8.0)を紫外線硬化モノマー液1とした。
(紫外線硬化モノマー液2)
以下の組成の混合液を紫外線硬化モノマー液2(粘度=2500mPas)とした。
・シリコーン変性アルキレンジアクリル(紫外線硬化モノマー、TEGO2200N、デグサ製、sp値=8.5):41.0質量%
・ポリアクリル酸ナトリウムAQCS粒子(吸液成分、分子量700万、数平均粒子径5μm):57.0質量%
・ポリグリセリン脂肪酸エステル(乳化剤:PE64):1.0質量%
・光重合開始剤イルガキュア271):1.0質量%
(中間転写体)
・テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFEフィルム:厚み=200μm、旭硝子社製)を中間転写体とした。
<実施例1>
中間転写体上にローラ塗布ユニットにより、上記紫外線硬化モノマー液1を塗布することで、第一紫外線硬化性溶液層を形成した(平均膜厚4μm)。更に第一紫外線硬化性溶液層上にローラ塗布ユニットにより、上記紫外線硬化モノマー液2を塗布して他の紫外線硬化性溶液層(平均膜厚7μm)を形成して、中間転写媒体1を得た。
得られた中間転写媒体1を、図1で第一紫外線硬化性溶液供給装置12及び他の紫外線硬化性溶液供給装置13を有していない構成の記録装置に、中間転写ベルト10として装着し、中間転写媒体1(他の紫外線硬化性溶液層)上に、インクジェットヘッドにより、ベタ&2dotライン画像を印字(解像度1200×1200dpi、ドロップサイズ2pL)し、熱圧力(40℃、0.5MPa/cm)によりアート紙へ転写仮画像を形成した。更に得られた画像にメタルハライドランプ(240W/cm)で紫外線照射(積算光量で200mJ/cm)して画像を形成した。
上記画像形成において、以下の方法により中間転写体からの剥離性を評価した。その結果を表1に示す。
アート紙へ転写された画像の重量を、中間転写媒体1上に印字された画像の重量で割って、100を掛けることにより、転写効率を求めた。
また、アート紙へ転写された画像について、碁盤目試験により100カッターカット目よりテープ剥離率を求めた。
上記求めた転写効率及びテープ剥離率より以下の基準で剥離性を評価した。
○:転写効率が90%以上で、テープ剥離性が10%未満である。
△:転写効率が80%以上90%未満となる、又はテープ剥離性が10%を超え20%未満の何れかになる(転写効率が80%未満又はテープ剥離性が20%以上の何れかになる場合を除く。)。
×:転写効率が80%未満又はテープ剥離性が20%以上の何れかになる。
また、得られた画像について、以下の方法により画像吸湿による光沢変化を評価した。
得られた画像の光沢は村上色彩研究所製)デジタル光沢度計GM26D(入射角=75°)により測定して初期光沢とした。更に得られた画像を28℃、85%RHの条件下に12時間放置して光沢を測定し、放置後光沢とした。初期光沢及び放置後光沢から以下の基準で光沢変化を評価した。その結果を表1に示す。
○:放置後光沢の初期光沢からの光沢低下率が10%未満のもの。
△:放置後光沢の初期光沢からの光沢低下率が10%以上20%未満のもの。
×:放置後光沢の初期光沢からの光沢低下率が初期光沢から20%以上のもの。
<比較例1>
中間転写体上にローラ塗布ユニットにより、上記紫外線硬化モノマー液2を塗布することで、紫外線硬化性溶液層(平均膜厚10μm)のみを形成して、中間転写媒体2を得た。
中間転写媒体2を用い、実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表1に示す。
Figure 2010228191
10 中間転写ベルト(中間転写体)
12 第一紫外線硬化性溶液供給装置
12A 第一硬化性溶液
12B 第一紫外線硬化性溶液層
13 他の紫外線硬化性溶液供給装置
13A 他の硬化性溶液
13B 他の紫外線硬化性溶液層
14 インクジェット記録ヘッド(付与手段)
14A インク滴
16 転写装置(転写手段)
18 紫外線照射装置
101 記録装置

Claims (8)

  1. 中間転写体と、
    前記中間転写体上に形成され、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有する第一紫外線硬化性溶液層、及び該第一紫外線硬化性溶液層上に一層以上形成され、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有し、吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層における吸液成分の含有率よりも大きい他の紫外線硬化性溶液層、を含んで形成されたインク受容層と、
    前記中間転写体上に形成された前記インク受容層に、インク滴を付与するインク付与手段と、
    前記インク滴が付与された前記インク受容層を記録媒体に接触させた後に、前記インク受容層を前記中間転写体から剥離することにより、前記中間転写体から前記記録媒体に前記インク受容層を転写する転写手段と、
    前記インク受容層が転写された記録媒体に、紫外線を照射する紫外線照射手段と、
    を有することを特徴とする記録装置。
  2. 前記第一紫外線硬化性溶液層が含有する硬化材料が、溶解性パラメーターが8以上10未満のモノマーであることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記他の紫外線硬化性溶液層が含有する硬化材料が、溶解性パラメーターが10以上18以下のモノマーであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の記録装置。
  4. 前記第一紫外線硬化層の厚さが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の記録装置。
  5. 前記第一紫外線硬化性溶液層の粘度が、10mPas以上500mPas以下であり、該第一紫外線硬化性溶液層に接する前記他の紫外線硬化性溶液層の粘度より小さいことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の記録装置。
  6. 前記インク滴が付与された前記インク受容層上に、更に紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含む紫外線硬化性溶液層を形成する第二紫外線硬化性溶液層形成手段を有することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の記録装置。
  7. 中間転写体と、
    該中間転写体上に、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有する第一紫外線硬化性溶液層を形成し、更に該第一紫外線硬化性溶液層上に、紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含有し、インク吸液成分の含有率が前記第一紫外線硬化性溶液層におけるインク吸液成分の含有率よりも大きい他の紫外線硬化性溶液層を一層以上形成して、インク受容層を形成するインク受容層形成手段と、
    前記中間転写体上に形成された前記インク受容層に、インク滴を付与するインク付与手段と、
    前記インク滴が付与された前記インク受容層を記録媒体に接触させた後に、前記インク受容層を前記中間転写体から剥離することにより、前記中間転写体から前記記録媒体に前記インク受容層を転写する転写手段と、
    前記インク受容層が転写された記録媒体に、紫外線を照射する紫外線照射手段と、
    を有することを特徴とする記録装置。
  8. 前記インク滴が付与された前記インク受容層上に、更に紫外線を照射することにより硬化する硬化材料を含む紫外線硬化性溶液層を形成する第二紫外線硬化性溶液層形成手段を有することを特徴とする請求項7に記載の記録装置。
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