JP2015182233A - インクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
Description
、記録される画像の耐擦性が低下する場合がある。
本発明に係るインクジェット記録方法の一態様は、
有機溶剤と、色材と、樹脂と、を含有する非水系インクの液滴を記録ヘッドのノズルから吐出して、該液滴を記録媒体に付着させて画像を形成する画像形成工程と、
前記画像を形成するための吐出ではない予備吐出であって、前記非水系インクの液滴を前記記録ヘッドのノズルから吐出する予備吐出工程と、
を備え、
前記予備吐出工程において、所定の一のノズルから予備吐出を行う時間間隔が2秒以上25秒以下であり、
前記有機溶剤は、標準沸点が185℃以下のグリコールエーテル類を含み、
標準沸点が185℃以下の前記グリコールエーテル類の含有量が、前記非水系インクの全質量に対して、35質量%以上である。
適用例1において、
前記樹脂が、塩化ビニル系樹脂および(メタ)アクリル系樹脂の少なくとも一方を含んでもよい。
適用例1または適用例2において、
前記樹脂が、塩化ビニル系樹脂を含んでもよい。
適用例1ないし適用例3のいずれか1例において、
前記樹脂の含有量が、前記非水系インクの全質量に対して、0.5質量%以上10質量%以下であることができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか1例において、
前記画像形成工程の際に、前記記録媒体を加熱する加熱工程をさらに備えることができる。
適用例5において、
前記加熱工程において、前記記録媒体の表面温度を35℃以上とすることができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか1例において、
標準沸点が185℃以下の前記グリコールエーテル類の含有量が、前記非水系インクの全質量に対して、50質量%以上であることができる。
適用例1ないし適用例7のいずれか1例において、
前記非水系インクが、さらにラクトン系溶剤を含有してもよい。
適用例1ないし適用例8のいずれか1例において、
前記画像形成工程は、前記記録ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に位置を変えながら前記非水系インクを吐出する走査を複数回行うことにより行われてもよい。
適用例9において、
前記予備吐出工程において、前記予備吐出を走査と走査の間で行い、かつ、前記非水系インクの液滴を前記記録媒体以外に吐出することができる。
適用例1ないし適用例8のいずれか1例において、
前記画像形成工程は、前記記録ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に位置を変えながら前記非水系インクを吐出する走査を1回行うことにより行われてもよい。
適用例11において、
前記予備吐出工程において、前記非水系インクの液滴を前記記録媒体上であって、前記画像を形成する領域外に付着させてもよい。
適用例1ないし適用例12のいずれか1例において、
前記記録媒体が、インク低吸収性の記録媒体であってもよい。
0.001質量%未満であることをいう。あるいは、実質的に水を含有しないインクとしてもよい。「実質的に含有しない」とは、意図的に含有させないことを指す。
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録方法は、有機溶剤と、色材と、樹脂と、を含有する非水系インクの液滴を記録ヘッドのノズルから吐出して、該液滴を記録媒体に付着させて画像を形成する画像形成工程と、前記画像を形成するための吐出ではない予備吐出であって、前記非水系インクの液滴を前記記録ヘッドのノズルから吐出する予備吐出工程と、を備え、前記予備吐出工程において、所定の一のノズルから予備吐出を行う時間間隔が2秒以上25秒以下であり、前記有機溶剤は、標準沸点が185℃以下のグリコールエーテル類を含み、標準沸点が185℃以下の前記グリコールエーテル類の含有量が、前記非水系インクの全質量に対して、35質量%以上であることを特徴とする。
本実施形態に係るインクジェット記録方法に使用する非水系インクは、有機溶剤と、色材と、樹脂と、を含有する。以下、本実施形態に係る非水系インクに含まれる成分、ならびに含まれ得る成分について、詳細に説明する。
有機溶剤は、標準沸点が185℃以下のグリコールエーテル類を含む。標準沸点が185℃以下のグリコールエーテル類(以下、「特定沸点のグリコールエーテル類」ともいう。)は、乾燥性に優れているという性質を備えているため、記録される画像の乾燥性を向上することができる。また、特定沸点のグリコールエーテル類は、記録媒体に対する濡れ性や浸透速度を制御するというグリコールエーテル類に由来する機能も備える。
に対して、その下限値が35質量%以上である必要があるが、50質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましい。また、その上限値は、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることがさらに好ましく、75質量%以下であることが特に好ましい。第1溶剤の含有量が35質量%以上であることで、記録される画像の乾燥性が向上する。また、90質量%以下であることで、記録安定性が一層良好となる。一方、第1溶剤の含有量が35質量%未満であると、記録される画像の乾燥性が不十分となり、記録速度が低下したり、画像の印刷ムラ等が生じることがある。
ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。
色材としては、染料を用いてもよく、無機顔料および有機顔料等の顔料を用いることもできるが、耐光性等の観点から顔料を用いることが好ましい。これらの色材は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
本実施形態に用いる非水系インクは樹脂を含む。樹脂は、皮膜を形成して非水系インクにより得られた画像を保護する樹脂、画像のインク塗膜の密着性を向上させるための樹脂、画像のインク塗膜の光沢度を調整するための樹脂、その他、画像のインク塗膜の品質を
向上させるための樹脂が挙げられる。このうち、皮膜を形成して、非水系インクにより得られた画像を保護する機能を少なくとも有する樹脂が記録物の摩擦堅牢性などの点で好ましく、本発明の実施形態が特に有用である。当該樹脂は、定着用樹脂と呼ばれることがある。
本実施形態に係る非水系インクは、界面活性剤(例えば、シリコン系界面活性、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤など)、pH調整剤、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)等のキレート化剤、防腐剤・防かび剤、及び防錆剤など、所定の性能を付与するための物質を含有することができる。
本実施形態に係る非水系インクは、前述した成分を任意な順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
本実施形態に係る非水系インクは、記録品質とインクジェット記録用のインクとしての信頼性とのバランスの観点から、20℃における表面張力が20mN/m以上50mN/mであることが好ましく、25mN/m以上40mN/m以下であることがより好ましい。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ときの表面張力を確認することにより測定することができる。
1.2.1.装置構成
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インクジェット記録装置を用いて行われる。インクジェット記録装置としては、記録ヘッドに設けられた微細なノズルより上述した非水系インクを液滴状にして吐出して、該液滴を記録媒体に付着させることができる装置が用いられる。以下、本実施形態に係るインクジェット記録装置の構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態に係るインクジェット記録装置の構造の理解を容易にするために、尺度を適宜変更している場合がある。
行うための制御ユニット(制御部)であり、インターフェイス部72、CPU74、メモリー76およびユニット制御回路78を有する。インターフェイス部72は、入力手段80とインクジェット記録装置1(100)との間でデータの送受信を行う。CPU74は、インクジェット記録装置1(100)全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー76は、CPU74のプログラムを格納する領域や作業領域を確保するためのものであり、RAM、EEPROM等の記憶素子を備える。CPU74は、メモリー76に格納されているプログラムにしたがってユニット制御回路78を介して各ユニットを制御する。
図2は、インクジェット記録装置1の構造を模式的に示す斜視図であり、インクジェット記録装置がシリアルプリンターである例を示すものである。以下、図2に示すインクジェット記録装置1をシリアルプリンター1ともいう。
図3は、インクジェット記録装置100を上面からみたときの構造の一部を模式的に示す図であり、インクジェット記録装置がラインプリンターである例を示すものである。以下、図3に示すインクジェット記録装置100をラインプリンター100ともいう。
ー100を用いて実施することができる。ラインプリンターとは、画像の記録時に記録媒体または記録ヘッドの一方が固定されており、媒体幅方向の全体に渉って設けられた複数のノズルによって、インクの液滴を吐出するもののことをいう。
熱できるので、記録媒体Pに付着した液滴を効率的に乾燥できる。加熱機構に使用可能な機構や、加熱のタイミング、加熱の諸条件の制御については、上述したシリアルプリンター1と同様であるので、その説明を省略する。
記録媒体Pとしては、特に限定されないが、本実施形態に係るインクジェット記録方法によれば、インク低吸収性の記録媒体を使用した場合であっても記録された画像の乾燥性が良好となる。ここで「インク低吸収性の記録媒体」とは、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である記録媒体のことをいい、少なくとも記録面がこの性質を備えていればよい。この定義によれば、本発明における「インク低吸収性の記録媒体」には、水を全く吸収しないインク非吸収性の記録媒体も含まれる。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会(JAPAN TAPPI)でも採用されている。試験方法の詳細は「JAPAN TAPPI紙パルプ試験方法2000年版」の規格No.51「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、画像形成工程と、予備吐出工程と、を含み、前記予備吐出工程において、所定の一のノズルから予備吐出を行う時間間隔が2秒以上25秒以下であることを特徴とする。本実施形態に係るインクジェット記録方法は、上述したインクジェット記録装置1(100)を用いて行うことができる。以下、本実施形態に係るインクジェット記録方法について、工程毎に詳細に説明する。
画像形成工程は、上述の非水系インクの液滴を記録ヘッドのノズルから吐出して、該液滴を記録媒体に付着させて画像を形成(記録)する工程である。これにより、記録媒体に画像の形成(記録)された記録物を得ることができる。
、当該パスを複数回行うことによって、最終的に得たい画像を得ることができる。一方、上述のラインプリンター100を使用する場合には、記録ヘッド121を記録媒体Pに対して相対的に移動させつつインクを吐出させる走査(パス)を1回行うことにより画像の形成が行われ、1回のパスによって、最終的に得たい画像を得ることができる。
予備吐出工程は、画像を形成するための吐出ではない予備吐出であって、上述した非水系インクの液滴を記録ヘッドのノズルから吐出する工程であり、所定の一のノズルから予備吐出を行う時間間隔が2秒以上25秒以下であることを特徴する。これにより、上述したような乾燥しやすい非水系インクを使用した場合であっても、インクの乾燥に伴うノズルの詰まり等が抑制されるので、記録安定性が優れたものとなる。このように、本実施形態に係るインクジェット記録方法によれば、記録安定性と、画像の乾燥性を高いレベルで両立することができる。なお、予備吐出は、フラッシングと呼ばれることがある。
回インク滴を連続吐出する場合もあるが、この場合、予備吐出を行う時間間隔は、連続吐出の吐出周期ではなく、第1の予備吐出工程から第2の予備吐出工程までに特定のノズルからインクが吐出される時間間隔である。
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
容器に、表1に記載の濃度に相当する量の有機溶剤のみをそれぞれのインクごとに攪拌して、混合溶剤を得た。得られた混合溶剤の一部を取り分けて、Solsperse37500(LUBRIZOL社製、商品名)と、顔料と、を所定量添加して、ホモジナイザーを用いて予備分散した後に、直径0.3mmのジルコニアビーズを充填したビーズミルにて分散処理を行うことにより、顔料の平均粒子径130nmの顔料分散体を得た。そして、混合溶剤の一部を取り分けていたものに、樹脂を加えて攪拌して溶解させた樹脂溶液を得た。上記の顔料分散体に、混合溶剤の残部、界面活性剤および上記の樹脂溶液を混ぜ入れて、1時間攪拌してから、5μmのPTFE製メンブランフィルターを用いて濾過することで、実施例および比較例に係る非水系インクを得た。
・PB−15:3(C.I.ピグメントブルー15:3、銅フタロシアニン顔料)
・Solsperse37500(商品名、LUBRIZOL社製、樹脂分散剤)
・GBL(γ‐ブチロラクトン、標準沸点204℃)
・DPGmME(ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、標準沸点187℃)
・DEGBME(ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、標準沸点212℃)
・DEGDEE(ジエチレングリコールジエチルエーテル、標準沸点189℃)
・DPGDME(ジプロピレングリコールジメチルエーテル、標準沸点171℃)
・DEGDME(ジエチレングリコールジメチルエーテル、標準沸点162℃)
・DEGMEE(ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、標準沸点176℃)
・3−メトキシブチルアセテート(標準沸点171℃)
・乳酸エチル(標準沸点155℃)
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(標準沸点146℃)
・BYK340(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、フッ素系界面活性剤)
・HM515(商品名「カネビニールHM515」、株式会社カネカ製、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体)
・G−1000P(商品名「パラペットG−1000P」、メタクリル樹脂)
各評価試験は、空調設備と加湿器を利用して、環境試験室の温度および湿度がそれぞれ
、25℃,65%RHとなるように調整し、当該環境試験室内に設置したセイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンター「SC−S30650」(商品名)を用いて行った。
上記プリンターを用いて、各非水系インクを塩ビバナーシート(3M社製、型番IJ51(ポリ塩化ビニル))上に100%濃度で記録解像度720×720dpiのベタ印刷をした後、60分間、25℃65%RH(相対湿度)にて乾燥させた。その後、目視および光学顕微鏡を用いて印刷面を観察し、印刷ムラの少ないものを6点として、1点まで6水準で評価した。
上記プリンターを用いて、各非水系インクを光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社、型番SV−G−1270G)上に記録解像度720×720dpiの100%濃度でベタ印刷をした後、25℃65%RH(相対湿度)にて1日間、乾燥させて記録物を作成した。そして、ベタ印刷部の20°光沢をMULTI GLOSS 268(コニカミノルタ株式会社製)にて測定し、光沢度が26未満を1点、26以上28未満を2点とし、光沢度を2毎に刻んで光沢を点数で評価した。光沢が優れる場合、特にフィルムなどの光沢性を有する記録媒体において、記録物に記録媒体自身と同様の光沢感を得ることができる利点がある。
上記プリンターを用いて各非水系インクを、塩ビバナーシート(3M社製、型番IJ51(ポリ塩化ビニル))上に記録解像度720×720dpiの30%濃度で1辺3cmの正方形を印刷した後、25℃65%RH(相対湿度)にて60分間乾燥させた。その後、光学顕微鏡を用いて印刷部分のドットサイズを観察してドットの直径を10μm毎に分類した。なお、にじみが大きい場合には、ドット形状が円状になっておらず、測定できなかった。また、にじみが小さくなることで真円に近くなっていたが、ドットサイズ(直径)は小さくなっていた。ドットサイズが20μm以下のものを1点として、20μmを超え30μm以下のものを2点、というように10μm毎にランク分けして、点数で評価した。ドットサイズが良好であるということは、インクの記録媒体上での濡れ拡がり性が良いということであり、記録媒体をインクで覆うことができることにより記録物の発色性が良くなるなどの利点がある。
上記プリンターを用いて、各非水系インクを、光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社、型番SV−G−1270G)上に記録解像度720×720dpiの100%濃度で印刷した後、25℃65%RH(相対湿度)にて1日間、乾燥させて記録物を作成した。次に、JIS L 0849に基づいて、I型試験機にて乾式試験を行った。その後、試験綿布のODをスペクトロリーノ(グレタグマクベス社製)にて測定し、0.4以上を1点、0.4より小さく0.35以上のものを2点と、0.05毎に色移りに関して点数を付けた。
上記プリンターを用いて、各非水系インクを、光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社、型番SV−G−1270G)上に記録解像度720×720dpiの100%濃度で印刷し、プラテン上にて40℃で5分間乾燥させた。次に、巻き取り装置を用いて巻き取った後の印刷面のスリ痕を観察した。観察はレーザー顕微鏡(キーエンス株式会社製、形式VK−8700 Generation2)にて表面粗さを測定することで、スリ痕のある面積の割合を算出した。スリ痕面積が印刷領域の10%以下のものを5点として、20%以下10%より多いものを4点、というように10%毎にランク分けした。6点はスリ痕面積がないものとした。
上記プリンター用の市販インクであるブラックインクと、上記のように調製した非水系インクと、を用いて、光沢ポリ塩化ビニルシート(ローランドDG社、型番SV−G−1270G)上に、定期フラッシング(予備吐出)間隔を5秒に設定して30%濃度で1時間印刷し、印刷終了時に吐出不良を検査し、吐出不良ノズルの発生割合を調査した。全ノズル数は360個である。次に、定期フラッシング(予備吐出)間隔を15秒、25秒、35秒と振って、同様に吐出不良ノズルの発生割合を調査した。吐出不良ノズルの発生率が1%以下のものを5点として、5%以下1%より多いものを4点、というように5%毎にランク分けした。6点は吐出不良ノズルがないものとした。試験中は評価の対象とする非水系インクが全く使用されない画像を記録した。具体的には、評価対象とする非水系インクが充填されたノズル列とは異なる、他のノズル列に充填された本プリンター用の市販のインクであるブラックインクを用いて、ブラックインクのみが使用されるような黒色の画像を記録した。そして、主走査と主走査の間に1主走査あるいは2主走査以上の間隔でフラッシングボックス(キャップ部材)に、全ノズルから予備吐出を行うようにした。
以上の評価試験の結果を表2に示す。
乾燥性および耐擦性に優れた画像を記録できることが示された。
Claims (13)
- 有機溶剤と、色材と、樹脂と、を含有する非水系インクの液滴を記録ヘッドのノズルから吐出して、該液滴を記録媒体に付着させて画像を形成する画像形成工程と、
前記画像を形成するための吐出ではない予備吐出であって、前記非水系インクの液滴を前記記録ヘッドのノズルから吐出する予備吐出工程と、
を備え、
前記予備吐出工程において、所定の一のノズルから予備吐出を行う時間間隔が2秒以上25秒以下であり、
前記有機溶剤は、標準沸点が185℃以下のグリコールエーテル類を含み、
標準沸点が185℃以下の前記グリコールエーテル類の含有量が、前記非水系インクの全質量に対して、35質量%以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項1において、
前記樹脂が、塩化ビニル系樹脂および(メタ)アクリル系樹脂の少なくとも一方を含む、インクジェット記録方法。 - 請求項1または請求項2において、
前記樹脂が、塩化ビニル系樹脂を含む、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、
前記樹脂の含有量が、前記非水系インクの全質量に対して、0.5質量%以上10質量%以下である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、
前記画像形成工程の際に、前記記録媒体を加熱する加熱工程をさらに備える、インクジェット記録方法。 - 請求項5において、
前記加熱工程において、前記記録媒体の表面温度を35℃以上とする、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、
標準沸点が185℃以下の前記グリコールエーテル類の含有量が、前記非水系インクの全質量に対して、50質量%以上である、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、
前記非水系インクが、さらにラクトン系溶剤を含有する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか1項において、
前記画像形成工程は、前記記録ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に位置を変えながら前記非水系インクを吐出する走査を複数回行うことにより行われる、インクジェット記録方法。 - 請求項9において、
前記予備吐出工程において、前記予備吐出を走査と走査の間で行い、かつ、前記非水系インクの液滴を前記記録媒体以外に吐出する、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか1項において、
前記画像形成工程は、前記記録ヘッドが前記記録媒体に対して相対的に位置を変えなが
ら前記非水系インクを吐出する走査を1回行うことにより行われる、インクジェット記録方法。 - 請求項11において、
前記予備吐出工程において、前記非水系インクの液滴を前記記録媒体上であって、前記画像を形成する領域外に付着させる、インクジェット記録方法。 - 請求項1ないし請求項12のいずれか1項において、
前記記録媒体が、インク低吸収性の記録媒体である、インクジェット記録方法。
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