JP2011224960A - 画像形成方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する第1工程と、活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する第2工程と、を含み、前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記第2工程における、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下である。
【選択図】図1
Description
本発明に係る画像形成方法の一態様は、
インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する第1工程と、
活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する第2工程と、
を含み、
前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記第2工程における、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下であることを特徴とする。
本発明に係る画像形成方法の一態様は、
インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、複数種の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する第1工程と、
活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する第2工程と、
を含み、
前記複数種の放射線硬化型インクは、前記活性放射線が照射された同一種の放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記第2工程における、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下であることを特徴とする。
適用例1または適用例2において、
前記吐出ヘッドが所定方向に沿って移動を行いながら、前記第1工程および前記第2工程を行い、
前記照射手段は、前記吐出ヘッドの前記所定方向の少なくとも一方の側に設けられていることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか1例において、
前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、
前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴は、前記照射手段による前記活性放射線の照射回数が最も多く、
前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴は、前記照射手段による前記活性放射線の照射回数が最も少ないことができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
n回の主走査によって画像を形成する場合において、前記E90は、前記照射手段によって照射される1回あたりの照射エネルギーをEとすると、下記式(1)を満たすことができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか1例において、
前記E90は、180[mJ/cm2]以上250[mJ/cm2]以下であることができる。
適用例2において、
n回の主走査によって画像を形成する場合において、前記E90は、前記照射手段によって照射される1回あたりの照射エネルギーをEとすると、前記複数種の放射線硬化型インク組成物間のE90の差(ΔE90)は、下記式(2)を満たすことができる。
適用例2または適用例7において、
前記複数種の放射硬化型インク組成物間におけるE90[mJ/cm2]の差(ΔE90)は、70[mJ/cm2]以内であることができる。
適用例1ないし適用例8のいずれか1例において、
前記第2工程において、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、に照射される積算照射エネルギーは、それぞれE90未満であることができる。
本発明に係るインクジェット記録装置の一態様は、
記録媒体上に放射線硬化型インク組成物の液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記液滴に活性放射線を照射する活性放射線照射装置と、
を有し、
前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差が、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下にする制御手段を備えることを特徴とする。
本発明に係る画像形成方法の一態様は、
インクジェット記録装置を用いた画像形成方法において、
所定の方向に沿って移動する主走査を行いながら放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、前記放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する吐出工程と、
前記吐出ヘッドの所定の方向の両端に設けられ前記吐出ヘッドと共に移動して、活性放射線を照射可能な第1照射手段から、前記記録媒体上の液滴に活性放射線を照射する第1照射工程と、
前記記録媒体を搬送する副走査方向に設けられ、活性放射線を照射可能な第2照射手段から、前記副走査方向に搬送された前記記録媒体上の液滴に活性放射線を照射する第2照射工程と、
を有し、
前記吐出工程および前記第1照射工程は、複数回繰り返され、
前記第1照射工程によって照射される前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記第1照射工程によって照射される前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下であることを特徴とする。
1.1.画像形成方法
本発明の一実施形態に係る画像形成方法は、インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する第1工程と、活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する第2工程と、を含み、前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴うち、前記第2工程における、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下であることを特徴とする。また、本発明において「画像」とは、ドット群から形成される印字パターンを示し、テキスト印字、ベタ印字も含める。なお、本実施形態に係る画像形成方法は、同一組成の放射線硬化型インク組成物のみを用いて画像を形成する際に適用される。
第1工程は、インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する工程である。
第2工程は、活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する工程である。以下、前述したインクジェット記録装置20を用いて、活性放射線の照射を行う場合について説明する。
本実施形態の画像形成方法における活性放射線の照射条件について、以下詳細に説明する。
次に、本実施形態に係る画像形成方法に用いる放射線硬化型インク組成物について、詳細に説明する。
本実施形態に係る放射線硬化型インク組成物は、重合性化合物を含有する。重合性化合物としては、以下に示す単官能モノマー、二官能モノマー、三官能モノマー、ウレタンアクリレートオリゴマー、アミノアクリレート等が挙げられる。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、光重合開始剤を含有してもよい。光重合開始剤とは、記録媒体の上に吐出された放射線硬化型インク組成物に活性放射線を照射することによって、前述した重合性化合物の共重合反応を開始させる機能を有する化合物の総称である。
本実施の形態に係る放射線硬化型インク組成物は、必要に応じて、顔料、分散剤、スリップ剤、光増感剤、重合禁止剤等の添加剤を含有することができる。
(1)粘度
本実施形態に係る放射線硬化型インク組成物の20℃における粘度は、好ましくは5mPa・s以上50mPa・s以下であり、より好ましくは20mPa・s以上40mPa・s以下である。放射線硬化型インク組成物の20℃における粘度が前記範囲内にあると、ノズルから放射線硬化型インク組成物が適量吐出され、放射線硬化型インク組成物の飛行曲がりや飛散を一層低減することができるため、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。なお、粘度の測定は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社製)を用いて、20℃の環境下で、Shear Rateを10〜1000に上げていき、Shear Rate200時の粘度を読み取った。
本実施形態に係る放射線硬化型インク組成物の20℃における表面張力は、好ましくは20mN/m以上30mN/m以下である。放射線硬化型インク組成物の20℃における表面張力が前記範囲内にあると、放射線硬化型インク組成物が撥液処理されたノズルに濡れにくくなる。これにより、ノズルから放射線硬化型インク組成物が適量吐出され、放射線硬化型インク組成物の飛行曲がりや飛散を一層低減することができるため、インクジェット記録装置に好適に使用することができる。なお、表面張力の測定は、自動表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社製)を用いて、20℃の環境下で、白金プレートをインクで濡らした時の表面張力を確認した。
本実施形態に係る画像形成方法に用いる記録媒体としては、インク非吸収性または低吸収性であることが好ましい。本実施形態の画像形成方法を用いると、記録媒体がインク非吸収性または低吸収性であっても、良好な画像を形成することができる。
本実施形態に係る画像形成方法は、インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、複数種の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する第1工程と、活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する第2工程と、を含み、前記複数種の放射線硬化型インクは、前記活性放射線が照射された同一種の放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記第2工程における、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下である。
本実施形態に係るインクジェット記録装置は、記録媒体上に放射線硬化型インク組成物の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記液滴に活性放射線を照射する活性放射線照射装置と、を有し、前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差が、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下にする制御手段を備える。
本発明の一実施形態に係る記録物は、前述した画像形成方法によって記録されたものである。記録媒体の上に記録した画像は、前述した画像形成方法によって記録されたものであるので、滲みが少なく、画像の光沢性に優れ、色濃度が高い。
前述の各実施形態においては、吐出ヘッド52の所定方向の両側に光源(190A、190b)を備え、所定方向に沿った両方向へ往復移動する主走査によって画像を形成する、いわゆる双方向画像形成によって画像を形成している。しかし、これに限られず、吐出ヘッド52の所定方向の一方の側にのみ光源を備え、所定方向の1つの方向(前記一方の側とは反対の側の方向)への主走査によって液滴の吐出を行って画像を形成する、いわゆる単方向画像形成を行ってもよい。この場合、吐出ヘッド52を所定方向に主走査する方向とは反対の方向へ移動させる際には、液滴の吐出を行わずに吐出ヘッド52を元の位置に戻す動作を行う。この場合においても吐出ヘッド52の戻し動作に伴い、吐出ヘッド52の所定方向の一方の側に設けられた1つの光源によって、液滴への照射が行われるため、前述の積算照射エネルギーが最も高い液Liの積算照射エネルギーEiは前述の式(A)となる。この場合、戻し動作に伴う液滴への照射も上述した第2工程に含まれる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
着色剤としてブラック顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、商品名「MICROLITH−WA Black C−WA」)18質量部、分散剤としてSolsperse36000(LUBRIZOL社製)1.2質量部に、単官能モノマーとしてのフェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社、商品名「V#192」)を加えて全体を100質量部とし、混合撹拌して混合物とした。この混合物を、サンドミル(安川製作所株式会社製)を用いて、ジルコニアビーズ(直径1.5mm)と共に6時間分散処理を行った。その後、ジルコニアビーズをセパレータで分離することにより、ブラック顔料分散液を得た。また、同様にして、シアン顔料分散液、マゼンタ顔料分散液、およびイエロー顔料分散液を得た。
表1に記載の組成(質量%)となるように、重合性化合物、光重合開始剤、スリップ剤、重合禁止剤を混合し完全に溶解させた後、これに前記ブラック顔料分散液をブラック顔料の濃度が表1に記載の濃度となるように撹拌しながら滴下した。滴下終了後、常温で1時間混合撹拌し、さらに5μmのメンブランフィルターでろ過して、ブラック放射線硬化型インク組成物を得た。また、同様にして、シアン放射線硬化型インク組成物、マゼンタ放射線硬化型インク組成物、およびイエロー放射線硬化型インク組成物を得た。
(1)重合性化合物
・フェノキシアクリレート(大阪有機化学工業株式会社、商品名「V#192」)
・ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(日立化成工業株式会社製、商品名「FA512AS」)
・ジシクロペンテニルアクリレート(日立化成工業株式会社製、商品名「FA511AS」)
・N−ビニルカプロラクタム(BASF社製、商品名「N−ビニルカプロラクタム」)
・アミノアクリレート(ダイセル・サイテック株式会社製、商品名「EBECRYL 7100」)
・トリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名「APG−200」)
・ジプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名「APG−100」)
(2)重合禁止剤
・p−メトキシフェノール(関東化学株式会社製)
(3)スリップ剤
・BYK−UV3500(ビックケミー・ジャパン株式会社製、ポリエーテル変性アクリル基を有するポリジメチルシロキサン)
(4)光重合開始剤
・IRGACURE 819(チバ・ジャパン株式会社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、光重合開始剤)
・DAROCUR TPO(チバ・ジャパン株式会社製、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、光重合開始剤)
・DETX(日本化薬株式会社製、光重合開始剤)
(5)分散剤
・Solsperse36000(LUBRIZOL社製)
(6)顔料
・MICROLITH−WA Black C−WA(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、ブラック顔料)
・IRGALITE BLUE GLVO(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、シアン顔料)
・CROMOPHTAL PinkPT(SA) GLVOチバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、マゼンタ顔料
・IRGALITE YELLOW LBGチバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、イエロー顔料
放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な活性放射線の照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]は、FT−IR(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、製品名「MAGNA−IR 860 Nicolet」)を用いて、活性放射線の照射前後の各放射線硬化型インク組成物おけるビニル基の吸収スペクトルのピーク(810cm−1)から求めた。
これにより、放射線硬化型インク組成物が硬化率90%になるときにおける活性放射線の照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]を求めた。得られた各放射線硬化型インク組成物のE90値を表1に示す。
6.4.1.滲み性の試験試験
(1)固定パス条件下での記録物の作製
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、上記の放射線硬化型インク組成物を各色毎にそれぞれのノズル列に充填した。次に、常温、常圧下で、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色が接触するようにPETフィルム上に液滴を吐出すると共に、キャリッジの両サイドに搭載した紫外線照射装置内のUV−LEDから照射強度が2mW/cm2〜39mW/cm2の範囲内の395nmの紫外線を照射した後、副走査方向にPETフィルムを送る操作を行った。
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、上記の放射線硬化型インク組成物を各色毎にそれぞれのノズル列に充填した。次に、常温、常圧下で、CMYKの各色が接触するようにPETフィルム上に液滴を吐出すると共に、キャリッジの両サイドに搭載した紫外線照射装置内のUV−LEDから照射強度が6mW/cm2の395nmの紫外線を照射した後、副走査方向にPETフィルムを送る操作を行った。
得られた記録物について、色毎に他色との接触部分における滲みを観察して評価した。なお、評価基準の分類については、以下のとおりである。
○:他色への滲みなし
△:他色への滲みがわずかに認められる
×:他色への滲みが認められる
(1)固定パス条件下での記録物の作製
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、上記の放射線硬化型インク組成物を各色毎にそれぞれのノズル列に充填した。次に、常温、常圧下で、PETフィルム上に液滴を吐出すると共に、キャリッジの両サイドに搭載した紫外線照射装置内のUV−LEDから照射強度が1.5mW/cm2〜39mW/cm2の範囲内の395nmの紫外線を照射した後、副走査方向にPETフィルムを送る操作を行った。
インクジェットプリンターPX−G5000(セイコーエプソン株式会社製)を用いて、上記の放射線硬化型インク組成物を各色毎にそれぞれのノズル列に充填した。次に、常温、常圧下で、PETフィルム上に液滴を吐出すると共に、キャリッジの両サイドに搭載した紫外線照射装置内のUV−LEDから照射強度が6mW/cm2の395nmの紫外線を照射した後、副走査方向にPETフィルムを送る操作を行った。
JIS Z8741に基づいて、光沢度計MULTI Gloss 268(コニカミノルタ株式会社製)を用いて、得られた画像の60度における鏡面光沢度を測定した。得られた画像の光沢度の評価基準は以下のとおりであり、B以上の評価で光沢が認められるものである。
B:光沢度50以上70未満
C:光沢度30以上50未満
D:光沢度30未満
上記「5.4.2.光沢性の評価試験」で得られた画像について、測色器(製品名:Spectrolino,GretagMacbeth社製)を用いて、光学濃度(OD値)を測定した。得られた画像の評価基準は、以下の通りである。
OD値1.8未満:色濃度が低く、発色性が悪い
以上の評価結果を表2〜表7に記載した。表2〜表4の記録物は、パス数を5パスに固定して、紫外線照射装置から照射される照射強度を変えて作製されたものである。また、表5〜表7の記録物は、紫外線照射装置の照射強度を6mJ/cm2に固定して、パス数を変化させて作製されたものである。
Claims (10)
- インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する第1工程と、
活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する第2工程と、
を含み、
前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記第2工程における、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下である、画像形成方法。 - インクジェット記録装置を用いて、放射線硬化型インク組成物を吐出可能な吐出ヘッドから、複数種の放射線硬化型インク組成物の液滴を記録媒体上に吐出する第1工程と、
活性放射線を照射可能な照射手段によって、前記液滴に該活性放射線を照射する第2工程と、
を含み、
前記複数種の放射線硬化型インクは、前記活性放射線が照射された同一種の放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記第2工程における、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差は、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下である、画像形成方法。 - 請求項1または請求項2において、
前記吐出ヘッドが所定方向に沿って移動を行いながら、前記第1工程および前記第2工程を行い、
前記照射手段は、前記吐出ヘッドの前記所定方向の少なくとも一方の側に設けられている、画像形成方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、
前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、
前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴は、前記照射手段による前記活性放射線の照射回数が最も多く、
前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴は、前記照射手段による前記活性放射線の照射回数が最も少ない、画像形成方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
n回の主走査によって画像を形成する場合において、前記E90は、前記照射手段によって照射される1回あたりの照射エネルギーをEとすると、下記式(1)を満たす、画像形成方法。
4(n−1)E≦E90≦20(n−1)E/3 (ただし、nは2以上の整数を示す。)・・・(1) - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、
前記E90は、180[mJ/cm2]以上250[mJ/cm2]以下である、画像形成方法。 - 請求項2において、
n回の主走査によって画像を形成する場合において、前記E90は、前記照射手段によって照射される1回あたりの照射エネルギーをEとすると、前記複数種の放射線硬化型インク組成物間のE90の差(ΔE90)は、下記式(2)を満たす、画像形成方法。
0≦ΔE90≦8(n−1)E/3 (ただし、nは2以上の整数を示す。)・・・(2) - 請求項2または請求項7において、
前記複数種の放射硬化型インク組成物間におけるE90[mJ/cm2]の差(ΔE90)は、70[mJ/cm2]以内である、画像形成方法。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか1項において、
前記第2工程において、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、に照射される積算照射エネルギーは、それぞれE90未満である、画像形成方法。 - 記録媒体上に放射線硬化型インク組成物の液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記液滴に活性放射線を照射する活性放射線照射装置と、
を有し、
前記活性放射線が照射された放射線硬化型インク組成物の液滴のうち、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も高い液滴と、前記活性放射線の積算照射エネルギーが最も低い液滴と、の積算照射エネルギーの差が、前記放射線硬化型インク組成物を90%硬化させるために必要な照射エネルギー(E90)[mJ/cm2]の30%以上50%以下にする制御手段を備えた、インクジェット記録装置。
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