JP2021130263A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

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聡 高橋
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之弘 今永
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【課題】所望の光沢度を有する画像を、簡便かつ低コストで得ることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】カーボンブラック、有機溶剤および樹脂を含有するブラックインクと、色材、有機溶剤および樹脂を含有するカラーインクと、前記ブラックインクおよび前記カラーインクを記録媒体に付与するインク付与手段と、前記ブラックインクおよび前記カラーインクを付与した記録媒体を加熱する加熱手段と、高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付手段と、を有し、前記高光沢度印字モード選択時には前記ブラックインクおよび前記カラーインクをこの順で前記記録媒体に付与し、前記低光沢度印字モード選択時には前記カラーインクおよび前記ブラックインクをこの順で前記記録媒体に付与する画像形成装置。【選択図】図3

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。
インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインク液滴を記録媒体に直接吐出し、付着させて文字や画像を得る記録方式である。
近年、産業用途において、インクジェット記録方式を利用した画像形成方法が広まっている。特に、インクジェット技術の向上により、高速印刷が可能となってきている。そこで、高速印刷を行うインクジェット記録に対応するため、高発色・高光沢であり、乾燥性および定着性に優れたインクを用いた画像形成方法が望まれている。
しかし、カーボンブラック顔料を含む黒インクを光沢のある被記録媒体に印写すると、顔料成分がカーボンブラックであるため、光沢感が失われてしまうという問題が生じる。
そのため、特許文献1(特開2002−327138号公報)には、普通紙のときには主として該黒色インクを用いて黒色を印字し、光沢紙およびマット紙のときには主として該黒色以外のインクを用いてコンポジットブラックの黒色を印字する技術が開示されている。
また、特許文献2(特開2006‐140655号公報)、特許文献3(特開2004−82709号公報)、特許文献4(特開2000−225719号公報)には、光沢紙、半光沢紙、マット紙などの専用紙にはブラックインクを使用せずにシアン、マゼンタ、イエローの3色コンポジットブラックを使用する技術が開示されている。さらに、例えば特許文献5(特開2016−196177号公報)には、画像上にクリアインクを塗布することで、光沢度を向上させる技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載されているように、紙種ごとに種類の異なるインクを用意する方法や、特許文献5に記載されているように、画像上にクリアインクを塗布する方法では、インクタンクやヘッドの数を多くする必要があり、またヘッドの維持回復を行うサブシステムも大きくなるため、コストが高くなるという課題がある。
また、特許文献2、3、4に記載されているように、ブラックインクを使用せずにシアン、マゼンタ、イエローの3色コンポジットブラックで表現するようにした場合には、ブラックインクを使用せずに黒を表現するため、無彩色域に色が着きやすくなってしまう。 また、3色混ぜてブラックの階調を表現するため、コストが高くなるという課題がある。
本発明の目的は、所望の光沢度を有する画像を、簡便かつ低コストで得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
上記課題は、下記構成1)により解決される。
1)カーボンブラック、有機溶剤および樹脂を含有するブラックインクと、
色材、有機溶剤および樹脂を含有するカラーインクと、
前記ブラックインクおよび前記カラーインクを記録媒体に付与するインク付与手段と、
前記ブラックインクおよび前記カラーインクを付与した記録媒体を加熱する加熱手段と、
高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付手段と、を有し、
前記高光沢度印字モード選択時には前記ブラックインクおよび前記カラーインクをこの順で前記記録媒体に付与し、
前記低光沢度印字モード選択時には前記カラーインクおよび前記ブラックインクをこの順で前記記録媒体に付与する画像形成装置。
本発明によれば、所望の光沢度を有する画像を、簡便かつ低コストで得ることのできる画像形成装置を提供できる。
第一の実施形態に係る画像形成装置の斜視説明図である。 メインタンクの斜視説明図である。 第二の実施形態に係る画像形成装置の側面説明図である。 第二の実施形態に係る画像形成装置の要部平面説明図である。 第二の実施形態に係るヘッドの平面説明図である。 表示部および入力部それぞれを兼ね備えた手段を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御部のハードウェア構成図である。 本発明における画像形成のフローチャートである。
以下、本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。
画像の乾燥により樹脂の造膜が行われると、カーボンブラックを含むブラックインクは、表面粗さが大きくなり光沢度が低下するが、カラーインクでは表面粗さが小さくなり光沢度が向上する。そのため、ブラックインクとカラーインクの混色画像では、ブラックインクをカラーインクよりも先に印字すると、ブラックインクの層の上にカラーインクの層が形成されるために、光沢度の高い画像を得ることができる。逆に、カラーインクをブラックインクよりも先に印字すると、カラーインクの層の上にブラックインクの層が形成されるために、光沢度の低い画像を得ることができる。
本発明者らは、この知見により、本発明の画像形成装置および画像形成方法を完成するに至った。
すなわち、本発明の画像形成装置は、カーボンブラック、有機溶剤および樹脂を含有するブラックインクと、色材、有機溶剤および樹脂を含有するカラーインクと、前記ブラックインクおよび前記カラーインクを記録媒体に付与するインク付与手段と、前記ブラックインクおよび前記カラーインクを付与した記録媒体を加熱する加熱手段と、高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付手段と、を有し、前記高光沢度印字モード選択時には前記ブラックインクおよび前記カラーインクをこの順で前記記録媒体に付与し、前記低光沢度印字モード選択時には前記カラーインクおよび前記ブラックインクをこの順で前記記録媒体に付与することを特徴とする。
また、本発明の画像形成方法は、カーボンブラック、有機溶剤および樹脂を含有するブラックインクと、色材、有機溶剤および樹脂を含有するカラーインクと、を使用し、前記ブラックインクおよび前記カラーインクを記録媒体に付与するインク付与工程と、前記ブラックインクおよび前記カラーインクを付与した記録媒体を加熱する加熱工程と、高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付工程と、を有し、前記高光沢度印字モード選択時には前記ブラックインクおよび前記カラーインクをこの順で前記記録媒体に付与し、前記低光沢度印字モード選択時には前記カラーインクおよび前記ブラックインクをこの順で前記記録媒体に付与することを特徴とする。
まず、本発明に使用されるインクについて説明する。
<<インク>>
本発明に使用されるブラックインクは、カーボンブラック、有機溶剤および樹脂を含有する。
また、本発明に使用されるカラーインクは、色材、有機溶剤および樹脂を含有する。
また本発明に使用される上記インクは、カーボンブラックおよび色材が顔料分散体の形態であることが好ましく、さらに、水、その他の成分を含有することができる。なお、下記において特記しない限り、「インク」と記載する場合は、ブラックインクおよびカラーインクの両方を含むものとする。
ブラックインクに含まれるカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)としては、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が挙げられる。
ブラックインク中のカーボンブラックの含有量は、2質量%以上10質量%以下が好ましく、4質量%以上7質量%以下がさらに好ましい。
−色材−
カラーインクに含まれる色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、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、クロムイエロー等を使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー9,45,249、C.I.アシッドブラック1,2,24,94、C.I.フードブラック1,2、C.I.ダイレクトイエロー1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック3,4,35が挙げられる。
インク中の色材の含有量は、画像濃度の向上、良好な定着性や吐出安定性の点から、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
顔料を分散してインクを得るためには、顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
−顔料分散体−
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、2.0質量%以上8.0質量%以下が好ましく、3.5質量%以上7.0質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
−有機溶剤−
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、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、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
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も好適に使用される。炭素数8以上のポリオール化合物の具体例としては、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールなどが挙げられる。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、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等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
樹脂を用いる場合には、アミド溶剤、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含むことが好ましい。
アミド溶剤としては、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミドなどが挙げられる。
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。これらの中でも、樹脂による造膜性を促進し、耐擦性を向上させる点から、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミドなどのアミド溶剤がより好ましい。
有機溶剤の沸点としては、180℃以上300℃以下が好ましい。有機溶剤の沸点が180℃以上であると、乾燥時の蒸発速度を適切に調節することができる。また、十分なレベリング性により画像の表面の凹凸を小さくするため、光沢性を向上できる。有機溶剤の沸点が300℃以下であると、インクの乾燥性を向上させることができる。
有機溶剤のインク中における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上60質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
アミド溶剤の含有量としては、インク全量に対して、0.05質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましい。
連続して画像形成する際の吐出安定性の向上、及び高温時でも蒸気圧が高く良好な乾燥性を得られる点から、ジエチレングリコール、及びトリエチレングリコールを含むことが好ましい。
ジエチレングリコール、及びトリエチレングリコールの含有量としては、インク全量に対して、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上6質量%以下がより好ましい。前記含有量が1質量%以下であると、吐出安定性を向上させることができる。前記含有量が10質量%以下であると、記録媒体上の画像部に残存する有機溶剤の量が少ないため、樹脂の可塑化を抑制し、定着性を維持できるため、加温されたローラーへの画像転写を抑制することができる。
−樹脂−
インク中に含有する樹脂の種類としては、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、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。前記樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種を単独で用いても、2種類以上の樹脂粒子を組み合わせて用いてもよい。
−−アクリル系樹脂粒子−−
前記樹脂粒子の中でも、アクリル系樹脂粒子は、吐出安定性に優れ、またコスト面でも低価格であるため、広く使用されている。
アクリル系樹脂粒子としては、例えば、アクリルシリコーン樹脂粒子、スチレンアクリル樹脂粒子などが挙げられる。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。これらの中でも、耐擦性の点から、スチレンアクリル樹脂粒子が好ましい。
スチレンアクリル樹脂粒子は、例えば、乳化重合、分散重合、懸濁重合、粉砕又は溶液/バルク重合、その後の後乳化などにより製造することができる。
スチレンアクリル樹脂粒子は、適宜市販品を使用してもよい。
スチレンアクリル樹脂粒子の市販品としては、例えば、商品名:J−352、J−390、J−450、J−511、J−734、J−741、J−775、J−840、J−7100、J−7600、HPD−71、HRC−1645、JDX−5050、PDX−6102B(以上、BASF社製)、商品名:UC−3900(東亞合成株式会社製)などが挙げられる。
樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な定着性、高い画像硬度を得る点から、10nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下が特に好ましい。
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
インク中の樹脂の含有量としては、5.0質量%以上質量12%以下が好ましい。5.0質量以上であることにより、定着性が向上し、12質量%以下であることにより、吐出安定性やインクの保存安定性が損なわれない。より好ましくは6.0質量%以上9.0%質量以下である。
樹脂のガラス転移点(Tg)としては、光沢度制御の観点から50℃以上100℃未満が好ましい。50℃以上であると、インクの保存安定性が良好になり、100℃以下であると、乾燥による画像の造膜が好適に行えることから、光沢度制御が良好となる。より好ましいガラス転移点は、70℃以上90℃未満である。
なお本明細書で言うガラス転移点は、JIS K7121に記載の方法に準じ、例えば、示差走査熱量測定(DSC)装置(装置名:リガク製Thermo plus EVO2/DSC)を用い、測定温度30℃〜300℃、1分間に2.5℃の昇温速度により測定できる。
−滑剤−
インクは、滑剤を含有することが好ましい。インクが滑剤を含有することにより、耐擦性を向上させることができる。また、滑剤と樹脂とを併用することにより、光沢性を向上させることができる。
滑剤としては、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、ワックスなどが挙げられる。
ワックスとしては、例えば、ポリエチレンワックスなどが挙げられる。
ポリエチレンワックスとしては、適宜市販品を使用してもよい。
ポリエチレンワックスの市販品としては、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、ポリエチレンワックス(商品名:アクアペトロDP2502C、東洋アドレ株式会社製)、ポリエチレンワックス(商品名:アクアペトロDP2401、東洋アドレ株式会社製)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。
滑剤の含有量としては、インク全量に対して、0.05質量%以上2質量%以下が好ましく、0.05質量%以上0.5質量%以下がより好ましく、0.05質量%以上0.45質量%以下がさらに好ましく、0.15質量%以上0.45質量%以下が特に好ましい。前記含有量が0.05質量%以上2質量%以下であると、耐擦性、及び光沢性を向上させることができる。前記含有量が0.05質量%以上0.45質量%以下であると、インクの保存安定性、及び吐出安定性を向上させることができる。
インク中の固形分の粒径については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、吐出安定性、画像濃度などの画像品質を高くする点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上1000nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。固形分は樹脂粒子や顔料の粒子等が含まれる。粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave−UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
−水−
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。
水としては、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、精製水、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。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。
−添加剤−
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
−−界面活性剤−−
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤に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る。中でも高pHでも分解しないものが好ましく、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及び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が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、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等が挙げられる。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等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系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フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、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アルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、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、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系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。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記シリコーン系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るが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系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、一般式(S−1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
[一般式(S−1)]
Figure 2021130263
(但し、一般式(S−1)式中、m、n、a、及びbは、それぞれ独立に、整数を表わし、Rは、アルキレン基を表し、R’は、アルキル基を表す。)
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤としては、フッ素置換した炭素数が2〜16の化合物が好ましく、フッ素置換した炭素数が4〜16である化合物がより好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及び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などが挙げられる。これらの中でも、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は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F−1)及び一般式(F−2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
[一般式(F−1)]
Figure 2021130263
上記一般式(F−1)で表される化合物において、水溶性を付与するためにmは0〜10の整数が好ましく、nは0〜40の整数が好ましい。
[一般式(F−2)]
2n+1−CHCH(OH)CH−O−(CHCHO)−Y
上記一般式(F−2)で表される化合物において、YはH、又はCmF2m+1でmは1〜6の整数、又はCHCH(OH)CH−CmF2m+1でmは4〜6の整数、又はCpH2p+1でpは1〜19の整数である。nは1〜6の整数である。aは4〜14の整数である。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、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、旭硝子株式会社製);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、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours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)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
インク中における界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましい。
−−消泡剤−−
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
−−防腐防黴剤−−
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
−−防錆剤−−
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
−−pH調整剤−−
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
----総固形分量-----
インクに含有される樹脂、滑剤、顔料等の固形分の総計は7.0質量%以上14.0質量%以下が好ましい。7.0質量%以上であると耐擦過性が向上し、14質量%以下であると吐出安定性やインクの保存安定性が良好となる。
インクの物性としては、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、粘度、表面張力、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクの表面張力としては、記録媒体上で好適にインクがレベリングされ、インクの乾燥時間が短縮される点から、25℃で、35mN/m以下が好ましく、32mN/m以下がより好ましい。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
<<記録媒体>>
記録媒体としては、光沢紙やインクジェットコート紙を用いることができる。
<記録装置、記録方法>
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
前記加熱手段としては、非接触乾燥手段、接触乾燥手段等が挙げられる。
非接触乾燥手段としては、IRヒーターや温風乾燥手段が挙げられ、カーボンブラックに対して不要な加熱をしすぎないという点で温風乾燥が好ましい。
このとき、100℃以上の温風を用いることで、乾燥性を向上し、耐擦過性を向上できる。
接触乾燥手段としては、例えば加熱されたローラーや加熱されたドラムなどが挙げられ、記録媒体を巻きつけることで乾燥することができる。
このとき、表面温度が100℃以上のローラーやドラムを用いることで、乾燥性を向上し、耐擦過性を向上できる。
乾燥により樹脂が造膜することで、表面粗さが変化し画像光沢度を制御することができ、画像の溶剤が十分に乾燥し、耐擦過性を向上する効果もあることから、乾燥時間は0.5秒以上が好ましく、0.5秒以上2秒以下がより好ましい。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
<<画像形成装置の第一の実施形態>>
図1乃至2を用いて、第一の実施形態に係る画像形成装置を説明する。
図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
本発明では、高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付手段と、を有し、高光沢度印字モード選択時にはブラックインクおよびカラーインクをこの順で記録媒体に付与し、低光沢度印字モード選択時にはカラーインクおよびブラックインクをこの順で記録媒体に付与する。ブラックインクを先に印字し、カラーインクを後に印字することで、画像の表面粗さが小さくなり、高光沢の画像が得られる。逆に、カラーインクを先に印字し、ブラックインクを後に印字することで、画像の表面粗さが大きくなり、低光沢の画像が得られる。
<<画像形成装置の第二の実施形態>>
図3乃至4を用いて、第二の実施形態に係る画像形成装置を説明する。図3は画像形成装置の側面説明図、図4は画像形成装置の要部平面説明図、図5はヘッドの平面説明図である。
この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、被印刷材としての記録媒体(以下、「媒体」という。)2に印刷する印刷部(画像形成部)101、媒体2を搬送する搬送部102、媒体2を収容するロール収納部103、媒体2を巻き取るロール巻き取り部104などを備えている。
この装置では、媒体2をロール状に巻き回したロール体1を使用する。ロール体1はロール収納部103に収納され、搬送ローラ対31でロール体1から媒体2を引きだして送り出す。
ブラックインク付与手段の一例およびカラーインク付与手段の一例を兼ねる印刷部101は、図4に示すように、液体吐出手段として、液体を吐出する複数のノズル列を有する液体吐出ヘッド(以下、「ヘッド」ということもある。)11をキャリッジ12に搭載している。キャリッジ12は、主走査方向(図3では紙面垂直方向)に往復移動可能にガイド部材13に保持されている。
ここで、図5に示すように、ヘッド11は、液体を吐出する複数(m個)のノズルn1〜nmを配列した複数のノズル列Na〜Neを有し、ノズル配列方向を媒体搬送方向(副走査方向)にしてキャリッジ12に搭載されている。
ヘッド11のノズル列Na〜Ncは、例えば、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)などの色材インクの吐出に使用する色材インクノズル列を含む。ヘッド11のノズル列Ndは、例えば、透明インクの吐出に使用する透明インクノズル列を含む。ヘッド11のノズル列Neは、例えば、前処理液の吐出に使用する前処理液ノズル列を含む。なお、この例では1つのヘッドが5つのノズル列Na〜Neを有しているが、複数のヘッドで複数のノズル列を有する構成とすることもできる。
搬送部102は、印刷部101の媒体搬送方向(矢印A方向:副走査方向)上流側に、搬送手段である搬送ローラ21及び対向ローラ22が配置され、媒体2を挟んで搬送する。また、印刷部101に対向して媒体2を案内するプラテン部材25が配置されている。
ロール巻取り部104は、媒体2を巻き取る巻取りロール41を備えている。
そして、媒体2の搬送方向に沿って加熱手段の一例であるプリヒータ51、プリントヒータ52、ポストヒータ53をそれぞれ配置している。
プリヒータ51は、印刷部101による印刷領域の手前で媒体2を加熱するヒータである。プリントヒータ52は、印刷部101による印刷領域で媒体2を加熱するヒータである。ポストヒータ53は、印刷部101による印刷がされた後の媒体2を加熱するヒータである。プリヒータ51とプリントヒータ52、ポストヒータ53には、セラミックやニクロム線を用いた電熱ヒータ等を使用できる。
また、ポストヒータ53の下流側に、媒体2に温風を吹き付ける温風ファン54が設けられている。温風ファン54により、印刷面の液体に直接温風を当てることによって雰囲気の湿度を下げて完全に乾燥させる。
本発明では、プリントヒータ52および/またはポストヒータ53において、100℃以上で、0.5秒以上の加熱条件を採用するのが好ましい。
本発明の画像形成装置は、高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付手段を有する。例えば印字モード受付手段としては、図1に示すように、表示部および入力部それぞれを兼ね備えた手段120が挙げられる。手段120は、例えばタッチパネル式液晶モニタであることができ、図6に示すように、まず液晶モニタに高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードのボタン62,64を表示する。ユーザーは、画像の所望の光沢度に応じて手段120に表示されたいずれかのボタンをタッチすることにより、高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードを選択できる。例えば、高光沢度印字モードは、60°光沢度が60以上である画像を得る場合の印字モードであることができ、低光沢度印字モードは、60°光沢度が60未満である画像を得る場合の印字モードであることができる。なお光沢度の測定方法の詳細は下記実施例に記載する。なお、上記では手段120がタッチパネルである場合を説明したが、画像形成装置101に別途設けられたカーソルキーでもって高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードを選択できるようにしてもよい。また、上記では液晶モニタに高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードのボタンを表示する形態について説明したが、「高光沢度印字モード」および「低光沢度印字モード」のボタンを、「60°光沢度が60以上」および「60°光沢度が60未満」のボタンにそれぞれ変更してもよい。
図7は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御部のハードウェア構成図である。画像形成装置70の制御部700は、CPU701(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)702、RAM(Random Access Memory)703、不揮発性メモリ704、操作部708、ネットワークI/F709(Interface)、主走査ドライバ711、液体吐出ヘッドドライバ712、および副走査ドライバ713を備えている。これら各部は、バスラインによって図7に示すように電気的に接続されている。
CPU101は、画像形成装置70の全体を制御するための処理装置である。ROM702は、画像形成装置70のプログラムおよびシステムデータなどを記憶する。RAM703は、揮発性のメモリであって、ROM702に記憶されたプログラムが展開され、CPU701のワークエリアとして用いられる。不揮発性メモリ704は、データの読み出しおよび書き込みが可能な不揮発性のメモリであって、例えば、HD(Hard Disk)、SSD(Solid State Drive)、またはNVRAM(Non-volatile RAM)である。
操作部708は、上記手段120を含んで構成される。ネットワークI/F709は、外部の情報装置と通信するためのインタフェースである。
主走査ドライバ711は、CPU701からの命令に基づいて主走査モータへ信号を送信することで、キャリッジ722の主走査方向への移動を制御するための回路である。
液体吐出ヘッドドライバ712は、液体吐出ヘッド720へ信号を送信することで、液体吐出ヘッド720の駆動を制御するための回路である。CPU701は、手段120においてユーザーが選択した高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードに応じてブラックインクおよびカラーインクの吐出の順番を液体吐出ヘッドドライバ712に出力する。
CPU701は、エンコーダセンサ721によって出力される、キャリッジ722の主走査方向における位置を示すデータを入力する。副走査ドライバ713は、CPU101からの命令に基づいて紙搬送部730へ信号を送信することで、記録媒体の副走査方向への搬送を制御するため回路である。各ヒータHには、温度検出装置が設置されている。CPU701は、温度検出素子によって出力される温度のデータを入力する。CPU101は、ヒータHへ信号を送信することで、ヒータHのONまたはOFF、もしくは点灯率を制御する。
図8は、本発明における画像形成のフローチャートである。
まず、ユーザーが高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードのいずれかを選択する(S100)。S101において、高光沢度印字モードが選択された場合、記録媒体にまずブラックインクが付与され(S102)、続いてブラックインクにより形成された画像上にカラーインクが付与される(S103)。一方、S101において低光沢度印字モードが選択された場合、記録媒体にまずカラーインクが付与され(S104)、続いてカラーインクにより形成された画像上にブラックインクが付与される(S105)。
このように、高光沢度印字モードにおいてブラックインクを先に印字し、カラーインクを後に印字することで、画像の表面粗さが小さくなり、高光沢の画像が得られる。逆に、低光沢度印字モードにおいてカラーインクを先に印字し、ブラックインクを後に印字することで、画像の表面粗さが大きくなり、低光沢の画像が得られる。
本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷等は、いずれも同義語とする。
記録媒体、メディア、被印刷物は、いずれも同義語とする。
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は、これらの例に何ら限定されるものではない。
(分散体の作製例)
<ブラック顔料分散体の作製>
カーボンブラック(デグサ社FW100)20g、下記構造式(1)の化合物20mmol、及びイオン交換水200mLを、室温(25℃)環境下、Silversonミキサー(6,000rpm)で混合し、スラリーを得た。得られたスラリーのpHが4より高い場合は、硝酸20mmolを添加した。30分間後に、少量のイオン交換高純水に溶解された亜硝酸ナトリウム(20mmol)を上記混合物にゆっくりと添加した。更に、撹拌しながら60℃に加温し、1時間反応させた。カーボンブラックに下記構造式(1)の化合物を付加した改質顔料を生成した。次いで、NaOH水溶液によりpHを10に調整することにより、30分間後に改質顔料分散体を得た。少なくとも1つのジェミナルビスホスホン酸基又はジェミナルビスホスホン酸ナトリウム塩と結合した顔料を含んだ分散体とイオン交換高純水を用いて透析膜を用いた限外濾過を行い、更に超音波分散を行い、ブラック顔料分散体(顔料固形分:15質量%)を作製した。
Figure 2021130263
<スチレンアクリル樹脂エマルションの調製>
(製造例1)
撹拌機、還流コンデンサー、滴下装置、及び温度計を備えた反応容器に、イオン交換水900g及びラウリル硫酸ナトリウム1gを仕込み、撹拌下に窒素置換しながら70℃まで昇温した。内温を70℃に保ち、重合開始剤として過硫酸カリウム4gを添加し、溶解した。予めイオン交換水450g、ラウリル硫酸ナトリウム3gに、表3に記載した単量体に相当する化合物を、表3に記載したとおりの割合(単量体質量比)で総量1000g、撹拌下に加えて作製した乳化物を、反応溶液内に連続的に4時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間の熟成を行った。得られた水性エマルジョンを常温まで冷却した後、イオン交換水と水酸化ナトリウム水溶液を添加して固形分30質量%、pH8に調整することにより、スチレンアクリル樹脂エマルション1を得た。
表3に記載した処方(単量体重量比)で製造する点以外はアクリル樹脂1と同様にして、スチレンアクリル樹脂エマルション2〜4を得た。
(製造例2)
−ポリウレタン樹脂エマルジョンの調製−
攪拌機およびジャケットを備えたオートクレーブ反応装置にMn500の非晶性ポリカーボネートジオール〔デュラノールT5651、旭化成ケミカルズ製〕500g、ジメチロールプロピオン酸45.8g、イソホロンジイソシアネート(IPDI)358g、トリエチルアミン29.4gおよびアセトン650gを、窒素を導入しながら仕込んだ。その後、80℃に加熱し5時間かけてウレタン化反応を行い、プレポリマーを製造した。
系を40℃に戻した後、該温度に保った。系中に存在するNCO%を確認した後、水をゆっくり加え、30分間加熱攪拌した後、伸長剤(イソホロンジアミン(IPDA))を加え、3〜6時間加熱攪拌した。最後に有機溶剤を除去することで、固形分濃度31質量%のポリウレタン樹脂エマルジョンを得た。
得られたポリウレタン樹脂エマルジョンにおけるポリウレタン樹脂の体積平均粒径は106nmであり、ガラス転移温度は−22.02℃であった。
(インクの調製例)
表1、2に記載の配合処方にしたがって、各成分を混合、撹拌した後、ポリプロピレンフィルター(商品名:プロファイルスター、日本ポール株式会社製、平均孔径:1.5μm)で濾過して、表1、2に記載の各インクセットを調製した。なお、シリコーン界面活性剤は、商品名:TEGO WET270、エボニック社製、ポリエーテル変性シロキサンコポリマーである。
前記表1、2中の成分において、商品名、及び製造会社名については下記の通りである。
・3−メトキシ−3−エチル−1−プロパノール:東京化成工業株式会社製
・3−メチル−1,3−ブタンジオール:東京化成工業株式会社製
・1,3−ブタンジオール:東京化成工業株式会社製
・2−プロピル−1,3−ペンタンジオール:東京化成工業株式会社製
[画像の形成]
図3の画像形成装置に、記録媒体としてカットシート紙(商品名:Lumi Art Gloss、Stora Enso社製、坪量:130g/m、紙幅:521mm)をセットし、1,200dpi×1,200dpiの記録解像度で、ブラック・シアン・マゼンタ・イエロー4色の混色画像を印字した。このとき、高光沢度印字モードあるいは低光沢度印字モードを選択し、高光沢度印字モード時にはブラック・シアン・マゼンタ・イエローの順で、低光沢印字モード時にはイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの順でインクを吐出して印字した。次に、前記印字部に対し、温風ファン54による温風乾燥、前記記録媒体の画像非形成面への加温ローラー(直径:40mm)の接触を行い、表1、2の通りの条件で印字部を乾燥させた。また、巻き取り装置(装置名:Rewinding module RW6、Hunkeler社製)を用いて、前記ロール紙を巻き取った。温風乾燥と加温ローラーの温度と、搬送速度を調整することで乾燥温度と乾燥時間を制御した。
[光沢度]
記録媒体に形成された画像部および非画像部を、光沢度計(BYK-Gardner社製 AG4446-マイクロトリグロス)を用いて光沢度を測定した。画像部と非画像部の光沢度差を、画像光沢度として算出した。高光沢度印字モードでの画像光沢度と、低光沢度印字モードでの画像光沢度の光沢度差を、画像光沢度差として算出した。
光沢度測定は以下の条件で実施した。
光沢度測定角度:60°
−画像光沢度の評価基準−
[評価基準]
前記光沢度差(高光沢度印字モードでの画像光沢度と、低光沢度印字モードでの画像光沢度の光沢度差)は、次の評価基準で評価された。◎、〇、△評価が合格である。
◎:画像光沢度差が20以上である
○:画像光沢度差が10以上20未満である
△:画像光沢度差が0以上10未満である
×:画像光沢度差が0未満である
結果を併せて下記表に示す。
Figure 2021130263
Figure 2021130263
Figure 2021130263
上記表の結果から、高光沢度印字モード選択時には前記ブラックインクおよび前記カラーインクをこの順で前記記録媒体に付与することで、高光沢度を有する画像が得られ、低光沢度印字モード選択時には前記カラーインクおよび前記ブラックインクをこの順で前記記録媒体に付与することで、低光沢度を有する画像が得られたことが分かる。
400 画像形成装置
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
2 記録媒体
11 液体吐出ヘッド
12 キャリッジ
13 ガイド部材
21 搬送ローラ
22 対向ローラ
25 プラテン部材
31 搬送ローラ対
41 ロール
51 プリヒータ
52 プリントヒータ
53 ポストヒータ
54 温風ファン
101 印刷部
102 搬送部
103 ロール収納部
104 ロール巻き取り部
120 表示部および入力部それぞれを兼ね備えた手段
62,64 ボタン
70 画像形成装置
700 制御部
701 CPU
702 ROM
703 RAM
704 不揮発性メモリ
708 操作部
709 I/F
711 主走査ドライバ
712 液体吐出ヘッドドライバ
713 副走査ドライバ
720 液体吐出ヘッド
721 エンコーダセンサ
722 キャリッジ
730 紙搬送部
H ヒータ
特開2002−327138号公報 特開2006−140655号公報 特開2004−82709号公報 特開2000−225719号公報 特開2016−196177号公報

Claims (7)

  1. カーボンブラック、有機溶剤および樹脂を含有するブラックインクと、
    色材、有機溶剤および樹脂を含有するカラーインクと、
    前記ブラックインクおよび前記カラーインクを記録媒体に付与するインク付与手段と、
    前記ブラックインクおよび前記カラーインクを付与した記録媒体を加熱する加熱手段と、
    高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付手段と、を有し、
    前記高光沢度印字モード選択時には前記ブラックインクおよび前記カラーインクをこの順で前記記録媒体に付与し、
    前記低光沢度印字モード選択時には前記カラーインクおよび前記ブラックインクをこの順で前記記録媒体に付与する画像形成装置。
  2. 所望の光沢度を入力する光沢度入力部と、
    入力した前記所望の光沢度に応じて自動で前記高光沢度印字モードまたは前記低光沢度印字モードを選択する印字モード選択部を有する請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記高光沢度印字モードは、60°光沢度が60以上である画像を得る場合の印字モードであり、前記低光沢度印字モードは、60°光沢度が60未満である画像を得る場合の印字モードである請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記ブラックインクおよび/または前記カラーインクに含まれる樹脂は、ガラス転移点が50℃以上100℃未満である樹脂を含む請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記加熱手段における前記記録媒体の加熱温度が100℃以上である請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記加熱手段における前記記録媒体の加熱時間が0.5秒以上である請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. カーボンブラック、有機溶剤および樹脂を含有するブラックインクと、
    色材、有機溶剤および樹脂を含有するカラーインクと、
    を使用し、
    前記ブラックインクおよび前記カラーインクを記録媒体に付与するインク付与工程と、
    前記ブラックインクおよび前記カラーインクを付与した記録媒体を加熱する加熱工程と、
    高光沢度印字モードまたは低光沢度印字モードの選択を受け付ける印字モード受付工程と、を有し、
    前記高光沢度印字モード選択時には前記ブラックインクおよび前記カラーインクをこの順で前記記録媒体に付与し、
    前記低光沢度印字モード選択時には前記カラーインクおよび前記ブラックインクをこの順で前記記録媒体に付与する画像形成方法。
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