JP2013188982A - インクジェット記録装置及び記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェット方式により、コート層を有するメディアにインクを吐出させて画像を形成する画像形成手段、該画像形成手段により形成された画像を定着する定着手段を有するインクジェット記録装置であって、前記定着手段は、画像に直接接触して加熱する加熱手段、及び、画像と該加熱手段との接触面間に離型剤を供給する離型剤供給手段を有するものであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】図1
Description
また、特許文献3の特許第2860123号公報には、印写が行われた記録媒体を、加熱ローラと加圧ローラとの間に挟んで圧接するとともに、前記記録媒体の印写面を、前記加熱ローラに直接接触させることにより定着することが開示されている。
また、特許文献4の特許第2590822号公報では、インクジェット印字し終わったメディアを裏面から加熱し、乾燥を促進することで定着性を上げる工夫がされている。
この方法は、用紙対応力が広く、特にオフセット印刷用コート紙に対してフルカラー印字が可能であり、印字品位が良好で商業印刷物に近い質感の印字物を、安価かつ簡便に印字でき、印刷物の耐擦性も優れており、大変有用なものであったが、定着前にある程度インクを乾燥させる必要があり、また、短時間に多くの印刷を行うと加熱ローラがインクで汚れ、印刷物を汚してしまうなど改善の余地がある。
すなわち、上記課題は、本発明の、下記(1)〜(11)によって解決される。
(1)「インクジェット方式により、コート層を有するメディアにインクを吐出させて画像を形成する画像形成手段、該画像形成手段により形成された画像を定着する定着手段を有するインクジェット記録装置であって、前記定着手段は、画像に直接接触して加熱する加熱手段、及び、画像と該加熱手段との接触面間に離型剤を供給する離型剤供給手段を有するものであることを特徴とするインクジェット記録装置」、
(2)「前記定着手段は、画像が指触乾燥後に加熱定着するものであることを特徴とする前記第(1)項に記載のインクジェット記録装置」、
(3)「前記加熱手段は、画像との接触部の温度が40℃以上150℃以下であることを特徴とする前記第(1)項または前記第(2)項に記載のインクジェット記録装置」、
(4)「前記加熱手段は、熱ローラであることを特徴とする前記第(1)項乃至前記第(3)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(5)「前記離型剤は融点が50℃以上であることを特徴とする前記第(1)項乃至前記第(4)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(6)「前記離型剤は金属石鹸であることを特徴とする前記第(1)項乃至前記第(5)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(7)「前記メディアは、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録用メディアへの転移量が30ml/m2以下であり、且つ接触時間400msにおける純水の記録用メディアへの転移量が35ml/m2以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至前記第(6)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(8)「前記画像形成手段は、インク付着量が15g/m2以下で画像を形成するものであることを特徴とする前記第(1)乃至前記第(7)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(9)「前記インクは、少なくとも着色剤と水を含有する水性インクであることを特徴とする前記第(1)乃至前記第(8)項のいずれかに記載のインクジェット記録装置」、
(10)「前記水性インクは、さらに樹脂成分を含むものであることを特徴とする前記第(9)項に記載のインクジェット記録装置」、
(11)「インクジェット方式により、コート層を有するメディアにインクを吐出させて画像を形成する画像形成工程、該画像形成工程により形成された画像を定着する定着工程を有するインクジェット記録方法であって、前記定着工程は、画像と加熱手段との接触面間に離型剤を供給し、画像に直接接触して加熱するものであることを特徴とするインクジェット記録方法」。
本発明のインクジェット記録装置は、画像形成手段、該画像形成手段により形成された画像を定着する定着手段を有する。
前記定着手段は、画像に直接接触して加熱する加熱手段、及び、画像と該定着装置との接触面間に離型剤を供給する離型剤供給手段を有する。
前記加熱手段は画像と直接接触して加熱するものであり、従来公知の加熱手段を使用すすることができる。
2つのローラのうちの一方を加熱する場合、加熱する方のローラを定着ローラと呼び、他方のローラを加圧ローラと呼ぶ。定着ローラの内部にはハロゲンランプあるいは電気ヒータ等の熱源が定着ローラの軸方向に内装されている。定着ローラの外側表面には温度センサが取り付けられており、ニップ部の温度が定着に適した温度に維持されるように、熱源への電力供給量が制御される。
図3(a),(b)にその構成の例を示す。図3の(a)では、発熱フィラメント(10)の長さが最大サイズ通紙幅より長いヒータ(11)と、発熱フィラメント(12)の長さが短く中央部のみにあるヒータ(13)との2本のヒータを図4に示す如く定着ローラ(1)内に設けてあり、使用するヒータを切換えることにより、全点灯と部分点灯を切換えるものである。
定着部材表面では離型剤が溶融し、記録メディアとの接触により離型剤が冷やされ、記録メディア上で離型剤が固化する温度で定着することが好ましい。離型剤が溶融する温度であると、定着部材表面に離型剤の薄く均一な膜が形成され、少量の離型剤で定着部材の汚れを防止できると共に、離型剤による画像の可塑化を防止できる。
接触部の温度が40℃未満では充分定着できずスミアが発生することがあり、150℃を超えると用紙が過熱され水蒸気の気泡によるブリスターが発生することがある。
離型剤供給手段は、熱ローラなどの定着部材と画像の間に離型剤を供給するものである。定着部材と画像の間に離型剤を供給することで、画像形成から定着までの時間が短くても、定着装置がインクで汚れることを防止でき、画像を高速で形成できると共に、画像の耐擦性を向上させることができる。
離型剤が常温で液体であると、定着後の画像表面に残留した離型剤が画像を可塑化し、耐擦性が低下することがある。
また、離型剤の融点が50℃未満であると加熱部材への画像(インク)転写抑制が十分でなく、長時間の使用により加熱部材が汚れることがある。
前記離型剤は、成型して固体のまま供給してもよく、離型剤をあらかじめ液体中に分散し、それを加熱部材と画像の間に供給してもよい。離型剤をあらかじめ液体中に分散することで、定着部材上に薄く均一な離型剤膜を形成でき好ましい。
離型剤塗布装置(T2)は、ローラでもブラシでもよく、回転しながら離型剤(T1)を熱ローラ(T3)表面に塗布する。このとき、離型剤塗布装置(T2)にはギヤ機構を設けて、軸を可変回転させることも可能である。 駆動方法はモーターなど、公知の方法を利用可能である。またこれらの回転をCPU及びメモリから構成されたマイクロコンピュータ(以下、マイコンと略称する)で駆動制御することもできる。
離型剤塗布装置(T2)としては、発泡ゴム、ローラ状ブラシを用いてもよいが、これらは、表面の平滑性が低いので、離型剤の消費が多くなりがちである。
離型剤塗布装置(T2)としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、その他の合成ゴムのローラの表面に比較的硬質の樹脂コート、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、PET、フッ素を含有する樹脂等を施したローラは、耐久性が高く好ましく使用できる。
離型剤均しブレードの当接の均一性、耐磨耗性等を考慮し、PET、ポリアミド、ウレタンゴム、その他の合成ゴムのブレードが用いられる。
この時間は長くとる分には構わないが、生産性に影響を与えるため、短い方が望ましい。この時間を短縮するためには外部から熱を加えることが有効であり、熱風乾燥機やドライヤー、マイクロ波など公知の非接触加熱が利用可能である。
本発明の画像形成手段は、インク飛翔手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。
また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
インク総量規制値以下のインク付着量で作像を行うことで、ビーディングやブリードのない、非常に高画質な画像を得ることができる。
総量規制処理のフローを図6に示す。ここで示す総量規制値とはインクが過多に付着することにより発生する現象、例えばインク溢れ(ビーディング)や耐コックリング性低下により発生するコスレや転写、用紙詰まりが発生しないよう評価した結果から求まるインク滴量のことである。
本発明にて実施される、前記記録媒体上に印写を行う場合の総量規制値としては、本発明者らが実験を行ったところ、普通紙の総量規制値と同程度、絹目光沢紙における総量規制値の約55%の滴量が妥当である。
また、実際に総量規制処理がかかる事象としては入力値から得られた滴量が総量規制値よりも多い場合であり、その場合、Bkインク滴量を減らすことなく、CMY各色のインク滴量を減らすことによって、インク総量規制値以下の滴量に抑える処理を行う。
本発明のインク飛翔手段としては、インクジェットヘッドとして、インク流路内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの(例えば、特開平2−51734号公報参照)、あるいは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させるいわゆるサーマル型のもの(例えば、特開昭61−59911号公報参照)、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの(例えば、特開平6−71882号公報参照)などいずれのインクジェットヘッドを搭載するプリンタを良好に使用できる。
また、インクジェットノズルのノズル径は、30μm以下が好ましく、1〜20μmが好ましい。
また、インクジェットヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充されるように構成することが好ましい。
また、本発明のインクジェット記録方法では、300dpi以上の解像度において、最大インク付着量が8〜15g/m2であることが好ましい。
このとき、帯電ローラ(156)によって搬送ベルト(157)が帯電されており、用紙(142)は、搬送ベルト(151)に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ(133)を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド(134)を駆動することにより、停止している用紙(142)にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙(142)を所定量搬送後、次行の記録を行う。記録終了信号又は用紙(142)の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙(142)を排紙トレイ(103)に排紙する。
そして、サブタンク(135)内のインクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ1から所要量のインクがサブタンク(135)に補給される。
本発明のインクジェット記録装置は、インク中の顔料と水性媒体を分離し、水性媒体のみを基体に浸透させるコート層を有するものであれば使用することができるが、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録用メディアへの転移量が30ml/m2以下であり、且つ接触時間400msにおける純水の記録用メディアへの転移量が35ml/m2以下であることが好ましい。
接触時間100ms及び接触時間400msにおける転移量は、それぞれの接触時間の近隣の接触時間における転移量の測定値から補間により求めた。
但し、微細構造が多すぎると、インク中の色材顔料を分離する機能が低下し、画像濃度低下が発生したり、印字後にメディア表面に存在する色材顔料が経時でメディア内部にマイグレートし、色の変化を引き起こしてしまう。これらの条件を満たせば、いかなる商業印刷用紙や出版印刷用紙をも使用することが可能である。
但しコストの点からは炭酸カルシウムやカオリンを使用することが好ましい。これらの顔料は、本発明の効果を損なわない限り併用することができ、また、列挙しなかった他の顔料と併用することもできる。 カオリンは光沢発現性に優れており、オフセット印刷の風合いとすることができるので好ましく使用できる。
本発明で使用される記録メディアのコート層のバインダは、コート層を構成する顔料及び基紙との接着力が強いと共に、ブロッキングを起こさない水性樹脂、エマルジョン等であれば特に限定されるものではない。
他のモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸あるいはメタクリル酸のアルキルエステル、アクリロニトリル、マレイン酸、フマル酸、酢酸ビニルなどのビニル系モノマーがよく使用されるものである。
また、メチロール化メラミン、メチロール化尿素、メチロール化ヒドロキシプロピレン尿素、イソシアネート等の架橋剤を含有してよいし、N−メチロールアクリルアミドなどの単位を含む共重合体で自己架橋性を持つものを用いてもよい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記カチオン性有機化合物としては、例えば、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物、ジメチルアミン・アンモニア・エピクロルヒドリン縮合物、ポリ(メタクリル酸トリメチルアミノエチル・メチル硫酸塩)、ジアリルアミン塩酸塩・アクリルアミド共重合物、ポリ(ジアリルアミン塩酸塩・二酸化イオウ)、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリ(アリルアミン塩酸塩・ジアリルアミン塩酸塩)、アクリルアミド・ジアリルアミン共重合物、ポリビニルアミン共重合物、ジシアンジアミド、ジシアンジアミド・塩化アンモニウム・尿素・ホルムアルデヒド縮合物、ポリアルキレンポリアミン・ジシアンジアミドアンモニウム塩縮合物、ジメチルジアリルアンモニウムクローライド、ポリジアリルメチルアミン塩酸塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクローライド)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクローライド・二酸化イオウ)、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクローライド・ジアリルアミン塩酸塩誘導体)、アクリルアミド・ジアリルジメチルアンモニウムクローライド共重合物、アクリル酸塩・アクリルアミド・ジアリルアミン塩酸塩共重合物、ポリエチレンイミン、アクリルアミンポリマー等のエチレンイミン誘導体、ポリエチレンイミンアルキレンオキサイド変性物、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(1)離解は、古紙をパルパーにて機械力と薬品で処理して繊維状にほぐし、印刷インキを繊維より剥離する。
(2)除塵は、古紙に含まれる異物(プラスチックなど)及びゴミをスクリーン、クリーナー等により除去する。
(3)脱墨は、繊維より界面活性剤を用いて剥離された印刷インキをフローテーション法、又は洗浄法で系外に除去する。
(4)漂白は、酸化作用や還元作用を用いて、繊維の白色度を高める。
前記古紙パルプを混合する場合、全パルプ中の古紙パルプの混合比率は、記録後のカール対策から40%以下が好ましい。
硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、リトポン、ゼオライト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等のような白色無機顔料;スチレン系プラスチックピグメント、アクリル系プラスチックピグメント、ポリエチレン、マイクロカプセル、尿素樹脂、メラミン樹脂等のような有機顔料、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
既存の印刷用塗工紙とは、いわゆるアート紙(A0,A1)、A2コート紙、A3コート紙、B2コート紙、軽量コート紙、微塗工紙といった商業印刷・出版印刷に用いられている塗工紙のことであり、オフセット印刷、グラビア印刷等に用いられるものである。
オーローラコート、しらおいマット、インペリアルマット、シルバーダイヤ、リサイクルコート100、サイクルマット100(日本製紙)
ミューコート、ミューホワイト、ミューマット、ホワイトミューマット(北越製紙)、
雷鳥コートN、レジーナ雷鳥コート100、雷鳥マットコートN、レジーナ雷鳥マット100(中越パルプ工業)、
パールコート、ホワイトパールコートN 、ニューVマット、ホワイトニューVマット、パールコートREW、ホワイトパールコートNREW、ニューVマットREW、ホワイトニューVマットREW(三菱製紙)、等が挙げられる。
イースターDX、リサイクルコートL100、オーローラL、リサイクルマットL100、<SSS>エナジーホワイト(日本製紙)、
ユトリロコートL、マチスコート(大王製紙)、
ハイ・アルファ、アルファマット、(N)キンマリL、キンマリHiL(北越製紙)、
NパールコートL、NパールコートLREW、スイングマットREW(三菱製紙)、
スーパーエミネ、エミネ、シャトン(中越パルプ工業)等が挙げられる。
キングO(日本製紙)、等が挙げられる。
ピレーヌDX、ペガサスハイパー8、オーローラS、アンデスDX、スーパーアンデスDX、スペースDX、セーヌDX、特グラビアDX、ペガサス、シルバーペガサス、ペガサスハーモニー、グリーンランドDX100、スーパーグリーンランドDX100 、<SSS>エナジーソフト、<SSS>エナジーライト、EEヘンリー(日本製紙)、
カントエクセル、エクセルスーパーB、エクセルスーパーC、カントエクセルバル、ユトリロエクセル、ハイネエクセル、ダンテエクセル(大王製紙)、
コスモエース(大昭和板紙)、
セミ上L、ハイ・ベータ、ハイ・ガンマ、シロマリL、ハミング、ホワイトハミング、セミ上HiL、シロマリHiL(北越製紙)、
ルビーライトHREW、パールソフト、ルビーライトH(三菱製紙)、
シャトン、ありそ、スマッシュ(中越パルプ工業)、
スターチェリー、チェリースーパー(丸住製紙)等が挙げられる。
本発明のインクジェット記録装置に用いるインクは、少なくとも着色剤及び水を含有する水性インクであり、必要に応じて、樹脂成分、湿潤剤、界面活性剤、着色剤の定着剤等のその他の成分を含有してなる。
前記着色剤としては、顔料または顔料または染料等の色材を含有させたポリマー微粒子を使用することができるが、色材を含有させたポリマー微粒子は後述する定着を促進する樹脂成分を加える必要なく、好ましく使用できる。
ここで、前記「色材を含有させた」とは、ポリマー微粒子中に色材を封入した状態及びポリマー微粒子の表面に色材を吸着させた状態の何れか又は双方を意味する。前記色材としては、水不溶性又は水難溶性であって、前記ポリマーによって吸着され得る色材であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ここで、前記「水不溶性又は水難溶性」とは、20℃で水100質量部に対し色材が10質量部以上溶解しないことを意味する。また、「溶解する」とは、目視で水溶液表層又は下層に色材の分離や沈降が認められないことを意味する。
・界面重合法(2種のモノマーもしくは2種の反応物を、分散相と連続相に別々に溶解しておき、両者の界面において両物質を反応させて壁膜を形成させる方法);
・in−situ重合法(液体または気体のモノマーと触媒、もしくは反応性の物質2種を連続相核粒子側のどちらか一方から供給して反応を起こさせ壁膜を形成させる方法);
・液中硬化被膜法(芯物質粒子を含む高分子溶液の滴を硬化剤などにより、液中で不溶化して壁膜を形成する方法);
・コアセルベーション(相分離)法(芯物質粒子を分散している高分子分散液を、高分子濃度の高いコアセルベート(濃厚相)と希薄相に分離させ、壁膜を形成させる方法);
・液中乾燥法(芯物質を壁膜物質の溶液に分散した液を調製し、この分散液の連続相が混和しない液中に分散液を入れて、複合エマルションとし、壁膜物質を溶解している媒質を徐々に除くことで壁膜を形成させる方法);
・融解分散冷却法(加熱すると液状に溶融し常温では固化する壁膜物質を利用し、この物質を加熱液化し、その中に芯物質粒子を分散し、それを微細な粒子にして冷却し壁膜を形成させる方法);
・気中懸濁被覆法(粉体の芯物質粒子を流動床によって気中に懸濁し、気流中に浮遊させながら、壁膜物質のコーティング液を噴霧混合させて、壁膜を形成させる方法);
・スプレードライング法(カプセル化原液を噴霧してこれを熱風と接触させ、揮発分を蒸発乾燥させ壁膜を形成させる方法);
・酸析法(アニオン性基を含有する有機高分子化合物類のアニオン性基の少なくとも一部を塩基性化合物で中和することで水に対する溶解性を付与し色材と共に水性媒体中で混練した後、酸性化合物で中性または酸性にし有機化合物類を析出させ色材に固着せしめた後に中和し分散させる方法);
・転相乳化法(水に対して分散能を有するアニオン性有機高分子類と色材とを含有する混合体を有機溶媒相とし、前記有機溶媒相に水を投入するかもしくは、水に前記有機溶媒相を投入する方法)、などが挙げられる。
なお、前記各染料は、ポリマー微粒子に効率的に含浸される観点から、有機溶剤、例えば、ケトン系溶剤に2g/リットル以上溶解することが好ましく、20〜600g/リットル溶解することがより好ましい。
9,29,45,92,249;C.I.アシッドブラック 1,2,7,24,26,94;C.I.フードイエロー 3,4;C.I.フードレッド 7,9,14;C.I.フードブラック 1,2などが挙げられる。
レクトブルー 1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163,165,199,202;C.I.ダイレクトブラック 19,22,32,38,51,56,71,74,75,77,154,168,171などが挙げられる。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、紺青、金属粉などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックなどが好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
ブラック顔料インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が、15〜40ミリミクロン、BET法による比表面積が、50〜300平方メートル/g、DBP吸油量が、40〜150ml/100g、揮発分が0.5〜10%、pH値が2〜9を有するものが好ましい。このようなものとしては、例えば、No.2300、No.900、MCF−88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(以上、三菱化学製)、Raven700、同5750、同5250、同5000、同3500、同1255(以上、コロンビア製)、Regal400R、同330R、同660R、MogulL、Monarch700、同800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、Monarch1400(以上、キャボット製)、カラーブラックFW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、プリンテックス35、同U、同V、同140U、同140V、スペシャルブラック6、同5、同4A、同4(以上、デグッサ製)等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
前記自己分散型顔料の体積平均粒径は、インク中において0.01〜0.16μmが好ましい。
本発明においては、前記親水性基が、他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合されていてもよい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。上記した親水性基が他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合する場合の具体例としては、例えば、−C2H4COOM(ただし、Mはアルカリ金属、第4級アンモニウムを表す)、−PhSO3M(ただし、Phはフェニル基、Mはアルカリ金属、第4級アンモニウムを表す)、−C5H10NH3 +等が挙げられる。
前記分散相成分としての樹脂微粒子の含有量(樹脂エマルジョン中の樹脂微粒子の含有量)は、一般的には10〜70質量%が好ましい。また、前記樹脂微粒子の粒径は、特にインクジェット記録装置に使用することを考慮すると、平均粒径10〜1000nmが好ましく、20〜300nmがより好ましい。
該市販の樹脂エマルジョンとしては、例えば、マイクロジェルE−1002、E−5002(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製)、ボンコート4001(アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、ボンコート5454(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、SAE−1014(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製)、サイビノールSK−200(アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製)、プライマルAC−22、AC−61(アクリル系樹脂エマルジョン、ローム・アンド・ハース製)、ナノクリルSBCX−2821、3689(アクリルシリコーン系樹脂エマルジョン、東洋インキ製造株式会社製)、#3070(メタクリル酸メチル重合体樹脂エマルジョン、御国色素社製)などが挙げられる。
これらの光重合性モノマーは単独で用いてもよいし2種以上組み合わせて用いてもよい。
浸透剤はインクと記録メディアの濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。
前記浸透剤としては、ポリオール化合物やグリコールエーテル化合物等の水溶性有機溶剤が用いられ、特に、炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物の少なくともいずれかが好適に用いられる。
湿潤剤は乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止することを目的に添加される。
前記湿潤剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリオール化合物、ラクタム化合物、尿素化合物及び糖類から選択される少なくとも1種が好適である。
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプローラクタムなどが挙げられる。
前記多糖類とは、広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることができる。
前記糖類の誘導体としては、前記糖類の還元糖(例えば、糖アルコール(ただし、一般式:HOCH2(CHOH)nCH2OH(ただし、nは2〜5の整数を表す)で表される)、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。これらの中でも、特に糖アルコールが好ましい。該当アルコールとしては、例えば、マルチトール、ソルビット、などが挙げられる。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、又はフッ素系界面活性剤などが挙げられ、
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
(I−1):CH3(CH2)12O(CH2CH2O)3CH2COOH
(I−2):CH3(CH2)12O(CH2CH2O)4CH2COOH
(I−3):CH3(CH2)12O(CH2CH2O)5CH2COOH
(I−4):CH3(CH2)12O(CH2CH2O)6CH2COOH
前記パーフルオロアルキルカルボン化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
該市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも旭硝子社製)、フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも住友スリーエム社製)、メガファックF−470、F1405、F−474(いずれも大日本インキ化学工業社製)、ゾニールTBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれもデュポン社製)、FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも株式会社ネオス社製)、PF−151N(オムノバ社製)などが挙げられる。これらの中でも、信頼性と発色向上に関して良好な点から、ゾニールFS−300、FSN、FSN−100、FSO(デュポン社製)が特に好ましい。
前記顔料分散剤としては、前記親水性高分子化合物として、天然系では、アラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子などが挙げられる。半合成系では、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子などが挙げられる。純合成系では、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンアクリル酸のホモポリマーや他の親水基を有するモノマーの共重合体からなるようなカルボキシル基を導入したものが高分子分散剤として特に好ましい。
高分子分散剤を含有することで記録紙への浸透が抑制される。その一方で、高分子分散剤を含有することで自己分散型顔料の凝集が抑えられるため、自己分散型顔料が横方向にスムーズに拡がることができる。そのため、広く薄くドットが拡がり、理想的なドットが形成できると考えられる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができ、例えば、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、などが挙げられる。
該pH調製剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物;水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。
前記インクの粘度は、25℃で、1cps以上30cps以下が好ましく、2〜20cpsがより好ましい。前記粘度が20cpsを超えると、吐出安定性の確保が困難になることがある。
−銅フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製−
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lフラスコ内を十分に窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー(東亜合成株式会社製、商品名:AS−6)36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃にて1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液800gを得た。次に、ポリマー溶液の一部を乾燥し、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(標準:ポリスチレン、溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したところ、質量平均分子量(Mw)は15000であった。
−ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製−
製造例1において、銅フタロシアニン顔料を顔料ピグメントレッド122に変更した以外は、製造例1と同様にして、赤紫色のポリマー微粒子分散体を調製した。
得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は127nmであった。
−モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体の調製−
製造例1において、銅フタロシアニン顔料を顔料ピグメントイエロー74に変更した以外は、製造例1と同様にして、黄色のポリマー微粒子分散体を調製した。
得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は76nmであった。
−カーボンブラックのポリマー微粒子分散体の調製−
製造例1において、銅フタロシアニン顔料をカーボンブラック(デグサ社製、FW100)に変更した以外は、製造例1と同様にして、黒色のポリマー微粒子分散体を調製した。
得られたポリマー微粒子について、粒度分布測定装置(マイクロトラックUPA、日機装株式会社製)で測定した平均粒子径(D50%)は104nmであった。
−シアンインク組成物1の調製−
製造例1の銅フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体20.0質量%、3−メチル−1,3−ブタンジオール23.0質量%、グリセリン8.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、FS−300(DuPont社製)2.5質量%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行った。その後イオン交換水を使用し固形分を、12wt%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られたインク組成物の25°Cに於ける粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった。粘度の測定は、粘度測定装置(東機産業社製、R500回転粘度計)を用いて、25℃で行った。
−マゼンタインク組成物1の調製−
製造例2のジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体20.0質量%、3−メチル−1,3−ブタンジオール22.5質量%、グリセリン9.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、FS−300(DuPont社製)2.5質量%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行った。その後イオン交換水を使用し固形分を、12wt%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られたインク組成物の25°Cに於ける粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった。
−イエローインク組成物1の調製−
製造例3のモノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体20.0質量%、3−メチル−1,3−ブタンジオール24.5質量%、グリセリン8.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、FS−300(DuPont社製)2.5質量%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行った。その後イオン交換水を使用し固形分を、12wt%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られたインク組成物の25°Cに於ける粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった。
−ブラックインク組成物1の調製−
製造例4のカーボンブラック含有ポリマー微粒子分散体20.0質量%、3−メチル−1,3−ブタンジオール22.5質量%、グリセリン7.5質量%、2−ピロリドン2.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール2.0質量%、R−(OCH2CH2)nOH(ただし、式中、Rは炭素数12のアルキル基、n=9)2.0質量%、プロキセルLV(アベシア社製)0.2質量%、及び2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール0.5質量%、及びイオン交換水を適量加えて100質量%とし、その後、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターで濾過を行った。その後イオン交換水を使用し固形分を、12wt%に調整した。以上によりインク組成物を調製した。得られたインク組成物の25°Cに於ける粘度は9mPa・s、表面張力は25mN/mであった。
製造例5〜8にて製造したインク組成物からなる黒、イエロー、マゼンタ、シアンからなるインクセット1を調製し、得られたインクセット1と、オフセット印刷向けのコート紙である OKトップコート+(王子製紙)に、インクジェットプリンタ(リコー製、Ipsio GX5500 商品名)に、本発明の定着装置を取り付け、画像を形成し、前記定着装置の画像汚れ、ならびに定着後の画像を評価した。
二次色の総量規制を140%にして付着量規制を実施した。ベタ印字の際は1200dot四方のインク総量が15g/m2を超えないよう、ベタ画像、及び文字を印写した。
印字後、80℃の温風を5秒間吹きつけた後、図5に示す定着装置に通し、離型剤が溶融しかつ定着紙面温度が120℃になるように調節し、0.8秒間ニップ処理を行った。
なお、画像上表面の残留離型材量は蛍光X線(理学)にて定量した。
○:熱ローラの汚れなし。
×:熱ローラ汚れあり。
○:OD 0.1以下。
×:OD 0.1を越える。
○:離型剤の粉が落下しない。
△:離型剤の粉が若干落下する。
×:離型剤の粉が多量に落下する。
○:ブリスターなし。
×:ブリスターあり。
実施例1の残留離型剤量を20mg/m2に変えた以外は実施例1と同様にして印字した。
実施例1の残留離型剤量を500mg/m2に変えた以外は実施例1と同様にして印字した。
実施例1の残留離型剤量を600mg/m2に変えた以外は実施例1と同様にして印字した。
実施例1で離型剤に固体のステアリン酸亜鉛を用いた以外は実施例1と同様にして印字した。
実施例1で熱ローラ温度を80℃とした以外は実施例1と同様にして印字した。
実施例1で熱ローラ温度を160℃とした以外は実施例1と同様にして印字した。
実施例1で離型剤を用いなかった以外は実施例1と同様にして印字した。
実施例1で離型剤にシリコーンオイルに変えた以外は実施例2と同様にして印字した。
1 定着ローラ
2 加圧ローラ
3 発熱フィラメント
4 ヒータ
5 記録媒体
6 温度検知手段
7,8,9、記録メディア
10,12,14 ヒータの発熱部
11,13,15 ヒータ
(図5)
T1 離型剤
T2 離型剤塗布装置
T3 定着ローラ
T4 加圧ローラ
T5 記録媒体
T6 離型剤均しブレード
(図7〜図10)
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
111 上カバー
112 前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙載置部
142 用紙
144 分離パッド
151 搬送ベルト
152 再度カウンタローラ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 デンションローラ
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
201 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジ外装
301 研磨ユニット
302 研磨ロール
303 クリーニングロール
Claims (10)
- インクジェット方式により、コート層を有するメディアにインクを吐出させて画像を形成する画像形成手段、該画像形成手段により形成された画像を定着する定着手段を有するインクジェット記録装置であって、前記定着手段は、画像に直接接触して加熱する加熱手段、及び、画像と該加熱手段との接触面間に離型剤を供給する離型剤供給手段を有するものであることを特徴とするインクジェット記録装置。
- 前記定着手段は、画像が指触乾燥後に加熱定着するものであ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装置。
- 前記加熱手段は、画像との接触部の温度が40℃以上150℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記加熱手段は、熱ローラであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記離型剤は融点が50℃以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記離型剤は金属石鹸であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記メディアは、動的走査吸液計で測定した接触時間100msにおける純水の記録用メディアへの転移量が30ml/m2以下であり、且つ接触時間400msにおける純水の記録用メディアへの転移量が35ml/m2以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記画像形成手段は、インク付着量が15g/m2以下で画像を形成するものであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクは、少なくとも着色剤と水を含有する水性インクであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記水性インクは、さらに樹脂成分を含むものであることを特徴とする請求項9に記載のインクジェット記録装置。
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