JP2022146451A - 中間転写体、画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プレコート液などに含まれる液体成分の浸透を抑制しつつ、良好な濡れ性を有する中間転写体を提供する。【解決手段】基材層と、前記基材層上に配置された表面層とを有する、インクジェット画像形成装置に用いられる中間転写体であって、前記表面層は、親水性のマトリクス樹脂と、平均粒子径が0.03~1.0μmである粒子とを含む、中間転写体。【選択図】図1
Description
本発明は、中間転写体、画像形成装置および画像形成方法に関する。
インクジェット法は、簡便かつ安価に画像を作製できるため、各種印刷、マーキング、細線形成、カラーフィルターなどの特殊印刷を含む様々な印刷分野に応用されている。そして、インクジェット法を利用した画像形成方法として、中間転写体の表面に、インクジェット法により中間画像を形成し、当該画像を記録媒体に転写して画像を形成する方法が知られている。
この方法には、中間転写体の表面にインクを直接付与して中間画像を形成し、当該画像を記録媒体に転写して画像を形成する方法のほか、より高精細な画像を得るために、中間転写体の表面に、処理液などのプレコート液を付与してプレコート層を形成した後、その表面にインクを付与して中間画像を形成し、記録媒体に転写して画像を形成する方法がある。
例えば、中間転写体の表面に、インクを高粘度化させるような処理液を付与した後、インクを付与して中間画像を形成し、記録媒体に転写して画像を形成する方法が知られている。そして、中間転写体の表面の親水性を高めて、処理液が濡れやすくする観点などから、中間転写体の表面に微細な凹凸を形成することが提案されている(例えば特許文献1および2)。
また、中間転写体の表面に樹脂粒子層を形成した後、インクを付与して、当該樹脂粒子層の空隙にインクを保持させた状態で、当該樹脂粒子層ごと記録媒体に転写して画像を形成する方法が提案されている(例えば特許文献3参照)。
上記のような画像形成方法において、高精細な画像を得る観点では、中間転写体の表面上で、ハジキなどを生じることなく、例えばプレコート液を所望のドット径まで濡れ広げられることが求められる。一方で、プレコート液に含まれる液体成分(例えば水や水溶性有機溶剤など)が中間転写体の内部に浸透することによる中間転写体の劣化を抑制する観点では、当該液体成分の浸透を抑制できることが求められる。
特許文献1および2では、中間転写体の表面層をコロナ処理などで親水化することで、プレコート液などの濡れ性を高めることが示されるものの、その効果は十分ではなかった。また、プレコート液に含まれる液体成分の浸透を十分に抑制できるものでもなかった。また、特許文献3の樹脂粒子層は、インクとともに転写され、中間転写体の表面に固定されるものではないため、生産性に劣るという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プレコート液などに含まれる液体成分の浸透を抑制しつつ、良好な濡れ性を有する中間転写体およびそれを用いた画像形成方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の中間転写体は、基材層と、前記基材層上に配置された表面層とを有する、インクジェット画像形成装置に用いられる中間転写体であって、前記表面層は、親水性のマトリクス樹脂と、平均粒子径が0.03~1.0μmである粒子とを含む。
本発明の画像形成装置は、本発明の中間転写体と、前記中間転写体の表面層にプレコート液を付与するプレコート液付与部と、前記プレコート液が付与された面にインクジェット用のインクを付与するインク付与部と、前記付与された前記インクを記録媒体に転写する転写部とを有する。
本発明の画像形成方法は、本発明の中間転写体の表面層上にプレコート液を付与する工程と、前記中間転写体の前記プレコート液が付与された面にインクジェット用のインクを付与する工程と、前記付与された前記インクを記録媒体に転写する工程とを有する。
本発明によれば、プレコート液などに含まれる液体成分の浸透を抑制しつつ、良好な濡れ性を有し、高品質の画像を形成可能な中間転写体およびそれを用いた画像形成方法および画像形成装置を提供することができる。
本発明者らは、中間転写体の最表面に、親水性のマトリクス樹脂と、粒子とを含む表面層を設けることで、プレコート液などに含まれる液体成分の過剰な浸透を抑制しつつ、プレコート液などの濡れ性を高めることができることを見出した。
そのメカニズムは明らかではないが、以下のように推測される。
1)まず、表面層を構成するマトリクス樹脂が親水性樹脂であるため、例えば水系のプレコート液との親和性がよく、良好に濡れ拡げることができる。
2)また、粒子の少なくとも一部は、表面層の表面に存在しうるため、表面層の表面のうち粒子が存在する部分は、粒子が存在しない部分と比べて、プレコート液などに含まれる水分等が表面層の内部に浸透しにくい(水分等の浸透速度は、粒子有無によって相対的に異なる)。そのため、表面層の内部への水分等の過剰な浸透を抑制し、中間転写体の膨潤を抑制できる。さらに、粒子によるアンカー効果により、プレコート液やインクなどを濡れ広がりやすくしうるだけでなく、プレコート液やインクを濡れ広げた状態で安定に保持しうる(振動やベルト駆動等に対しても安定に保持しうる)。その結果、中間画像の保持性にも優れる。
1)まず、表面層を構成するマトリクス樹脂が親水性樹脂であるため、例えば水系のプレコート液との親和性がよく、良好に濡れ拡げることができる。
2)また、粒子の少なくとも一部は、表面層の表面に存在しうるため、表面層の表面のうち粒子が存在する部分は、粒子が存在しない部分と比べて、プレコート液などに含まれる水分等が表面層の内部に浸透しにくい(水分等の浸透速度は、粒子有無によって相対的に異なる)。そのため、表面層の内部への水分等の過剰な浸透を抑制し、中間転写体の膨潤を抑制できる。さらに、粒子によるアンカー効果により、プレコート液やインクなどを濡れ広がりやすくしうるだけでなく、プレコート液やインクを濡れ広げた状態で安定に保持しうる(振動やベルト駆動等に対しても安定に保持しうる)。その結果、中間画像の保持性にも優れる。
さらに、粒子を樹脂粒子とすることで、例えば無機粒子よりも柔軟性を有し、転写時の記録媒体への追従性に優れるため、画像品質を一層高めうる。また、樹脂粒子を、親水性樹脂と疎水性樹脂を含む構成とすることで、プレコート液などをさらに濡れ拡がりやすくしつつ、水分等の過剰な浸透をさらに抑制しやすくし、インクとの親和性も確保することができる。以下、本発明の構成について詳細に説明する。
1.中間転写体
本発明の中間転写体は、基材層と、その上に配置された表面層とを含む。中間転写体は、必要に応じて基材層と表面層との間に、弾性層などの他の層をさらに含んでもよい。
本発明の中間転写体は、基材層と、その上に配置された表面層とを含む。中間転写体は、必要に応じて基材層と表面層との間に、弾性層などの他の層をさらに含んでもよい。
本実施の形態に係る中間転写体は、基材層、弾性層および表面層を含む無端状のベルトであることが好ましい。ここで、「無端状」とは、例えば、概念的(幾何学的)には一枚の長尺のシート状物の両端部を繋ぎ合わせて形成されるようなループ状の形状を意味する。中間転写体の実際の形状としては、シームレスのベルト状または円筒状の形状とすることが好ましい。
1-1.基材層
基材層は、導電性と可撓性を有する無端状のベルトである。
基材層は、導電性と可撓性を有する無端状のベルトである。
基材層は、可撓性を有する樹脂を含む。基材層に含まれる樹脂の例には、芳香族ポリイミド(PI)、芳香族ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、芳香族ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、芳香族ポリカーボネート(PC)、芳香族ポリエーテルケトン(PEK)、ポリスチレン(PS)などのベンゼン環を含む構造単位を有する樹脂、ポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、1,4-ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)など)、ポリオレフィン(例えばポリエチレン(PE)、ポリエチレン(PE)など)、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、セルロース誘導体(酢酸セルロースなど)、ポリフッ化ビニリデンなどが含まれる。
基材層は、上記樹脂以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。他の成分の例には、無機フィラーが含まれる。無機フィラーは、例えば、基材層の硬さ、伝熱性および導電性の少なくともいずれかの向上に寄与しうる。無機フィラーの例には、カーボンブラック、ケッチェンブラック、ナノカーボンおよび黒鉛が含まれる。
基材層は、公知の一般的な方法により製造できる。たとえば、基材層は材料となる耐熱性樹脂を押出機により溶融し、環状ダイを使用したインフレーション法により筒状に成形した後、輪切りにすることで環状(無端状のベルト)に製造できる。
また、基材層は、表面処理されてもよい。基材層の表面処理方法は、特に限定されないが、UV照射、コロナ処理、オゾン処理、ブラスト処理、テクスチャー処理、カップリング剤塗布による表面処理をしてもよい。
1-2.弾性層
弾性層は、基材層と表面層との間に配置される。
弾性層は、基材層と表面層との間に配置される。
弾性層の材料は、耐熱性ゴムが好ましい。耐熱性ゴムの例には、天然ゴム、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、液状フッ素エラストマーが含まれる。耐熱性ゴムは、耐熱性の観点から、シロキサン結合を主鎖とする弾性ゴムが好ましく、シリコーンゴムが好ましい。
また、弾性層は、耐熱性ゴム以外の成分をさらに含んでいてもよい。例えば、弾性層は、伝熱性を高めるための伝熱性のフィラーをさらに含んでいてもよい。伝熱性のフィラーの例には、シリカ、金属シリカ、アルミナ、亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボンおよび黒鉛が含まれる。伝熱性のフィラーの形態は、特に限定はされないが、例えば、球状粉末、不定形粉末、扁平粉末または繊維が好ましい。
1-3.表面層
表面層は、中間転写体の最表面(基材層または弾性層の外周面上)に配置され、プレコート液やインクなどを保持しうる。表面層は、親水性のマトリクス樹脂と、粒子とを含む。
表面層は、中間転写体の最表面(基材層または弾性層の外周面上)に配置され、プレコート液やインクなどを保持しうる。表面層は、親水性のマトリクス樹脂と、粒子とを含む。
1-3-1.親水性のマトリクス樹脂
親水性のマトリクス樹脂の例には、親水性シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、親水性ウレタン樹脂、ポリビニルアルコールなどが含まれる。親水性のマトリクス樹脂は、架橋していてもよいし、架橋していなくてもよいが、耐水性などを高める観点では、架橋していることが好ましい。
親水性のマトリクス樹脂の例には、親水性シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、親水性ウレタン樹脂、ポリビニルアルコールなどが含まれる。親水性のマトリクス樹脂は、架橋していてもよいし、架橋していなくてもよいが、耐水性などを高める観点では、架橋していることが好ましい。
親水性シリコーン樹脂は、シラノール基またはアルコキシシリル基を含有するオルガノポリシロキサン、または、親水性変性オルガノポリシロキサン(例えばポリエーテル変性オルガノポリシロキサンなど)でありうる。これらのオルガノポリシロキサンは、直鎖状オルガノポリシロキサンであってもよいし、分岐状オルガノポリシロキサンであってもよく、耐水性を高める観点では、分岐状オルガノポリシロキサンであることが好ましい。オルガノポリシロキサンにおける有機基は、メチル基またはメチル基およびフェニル基でありうる。市販品の例には、信越シリコーン社製KP-912、913(アルコキシシリル基含有シリコーン樹脂)などが含まれる。
アクリル系樹脂は、アクリル系化合物に由来する構造単位を含む重合体であり、好ましくは親水性基(例えばカルボキシル基やヒドロキシ基など)を有するアクリル系化合物に由来する構造単位を含む重合体である。親水性基を有するアクリル系化合物の例には、カルボキシル基またはヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸などのα,β-不飽和酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸;(メタ)アクリルアミド類が含まれる。
当該重合体は、他の共重合モノマーに由来する構造単位をさらに含んでもよい。他の共重合モノマーの例には、スチレン、α-メチルスチレンなどのスチレン類;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリル酸エステル類などが含まれる。
親水性ウレタン樹脂の例には、油変性型ウレタン樹脂が含まれる。油変性型ウレタン樹脂は、ジイソシアネートおよび脂肪酸(または脂肪油)と多価アルコール類とを縮重合させて得られる重合体である。ジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートのいずれでもよい。脂肪酸の例には、あまに油、大豆油、ひまし油などの脂肪酸が含まれる。多価アルコールの例には、グリセリン、ペンタエリトリトールなどの脂肪族多価アルコールが含まれる。
中でも、親水性のマトリクス樹脂は、良好な親水性を示す観点から、親水性シリコーン樹脂またはアクリル系樹脂(好ましくは親水性基を有するアクリル系樹脂)を含むことが好ましい。
親水性マトリクス樹脂の含有量は、表面層に対して30質量%以上であることが好ましく、40~60質量%であることがより好ましい。
1-3-2.粒子
粒子は、その少なくとも一部が、表面層の表面に露出していることが好ましい。それにより、表面層の内部への液体成分の浸透を物理的に抑制しやすいだけでなく、上記のようなアンカー効果も得られやすいからである。
粒子は、その少なくとも一部が、表面層の表面に露出していることが好ましい。それにより、表面層の内部への液体成分の浸透を物理的に抑制しやすいだけでなく、上記のようなアンカー効果も得られやすいからである。
そして、粒子の平均粒子径は、0.03~1.0μmである。平均粒子径が0.03μm以上であると、表面層の内部への液体成分の浸透を抑制しやすく、1.0μm以下であると、表面層が硬くなることによる追従性の低下が少なく、転写性が損なわれにくいため、転写後の画像品質が損なわれにくい。同様の観点から、平均粒子径は、0.2~0.8μmであることが好ましい。
粒子の平均粒子径は、以下の方法で測定することができる。
まず、表面層の表面をSEMで観察する。そして、任意の粒子1000個の粒子について、粒子径を測定し、それらの平均値を「平均粒子径」とする。なお、粒子径は、粒子の円相当径として測定することができる。
まず、表面層の表面をSEMで観察する。そして、任意の粒子1000個の粒子について、粒子径を測定し、それらの平均値を「平均粒子径」とする。なお、粒子径は、粒子の円相当径として測定することができる。
粒子は、無機粒子(例えばシリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子など)であってもよいし、樹脂粒子であってもよい。中でも、耐水性や画像品質の観点から、粒子は、樹脂粒子であることが好ましい。
樹脂粒子は、親水性樹脂に由来する構造単位(親水性ユニット)と疎水性樹脂に由来する構造単位(疎水性ユニット)とを含む共重合体を含む粒子であってもよいし、親水性樹脂を含む粒子と疎水性樹脂を含む粒子の混合物であってもよい。樹脂粒子が、親水性樹脂を含む粒子と疎水性樹脂を含む粒子の混合物である場合、上記平均粒子径は、親水性樹脂を含む粒子と疎水性樹脂を含む粒子のそれぞれの平均粒子径を意味する。各粒子の平均粒子径は、粒度分布測定により、親水性樹脂を含む粒子と疎水性樹脂を含む粒子のピークがそれぞれ検出されるため、当該ピークから各粒子の平均粒子径を測定することができる。
なお、親水性樹脂を含む粒子と親水性のマトリクス樹脂とは、形状で区別することができる。親水性樹脂を含む粒子と疎水性樹脂を含む粒子とは、粒径や形状以外にもEDS(エネルギー分散型X線分光器)などにより構成元素を分析することによって、区別および特定することができる。
上記共重合体や上記親水性樹脂を含む粒子を構成する「親水性樹脂」の例には、アクリル系樹脂やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、メラミン樹脂、ポリアミドなどが含まれ、好ましくはアクリル系樹脂である。
アクリル系樹脂は、親水性のマトリクス樹脂としてのアクリル系樹脂と同様のものであってもよいし、異なるものであってもよい。例えば、(メタ)アクリレート類(好ましくはメチルメタクリレート)に由来する構造単位を含む重合体を使用してもよい。当該重合体は、他の共重合モノマーに由来する構造単位をさらに含んでもよい。他の共重合モノマーとしては、前述の親水性基を有するアクリル系化合物や共重合モノマーと同様のものを使用できる。
中でも、上記重合体は、架橋重合体であること、すなわち、メチルメタクリレートに由来する構造単位と、多官能モノマー類に由来する構造単位とを含む重合体であることが好ましく;メチルメタクリレートに由来する構造単位と、スチレン類に由来する構造単位と、多官能モノマー類に由来する構造単位とを含む重合体であることがより好ましい。
上記共重合体や上記親水性樹脂を含む粒子を構成する「疎水性樹脂」の例には、フッ素含有樹脂、(親水化されていない)シリコーン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、などが含まれる。
フッ素含有樹脂の例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)などのフッ素樹脂が含まれる。(親水化されていない)シリコーン樹脂の例には、メチル基またはメチル基およびフェニル基を有するオルガノポリシロキサンなどが含まれる。
上記共重合体を含む粒子の例には、SIFCLEAR(登録商標)のFシリーズ(JSR社製、フッ素アクリル樹脂共重合体)、Sシリーズ(JSR社製、シリコーンアクリル樹脂共重合体)、シャリーヌR(日信化学工業社製、シリコーンアクリル共重合体)が含まれる。
上記親水性樹脂を含む粒子の例には、MG-155(日本ペイント社製、スチレンアクリル架橋樹脂粒子)、MX030W、MX200W(日本触媒社製、アクリル架橋樹脂粒子)、FS-501(日本ペイント社製、FS-501、アクリル樹脂粒子)などが含まれる。上記疎水性樹脂を含む粒子の例には、Microdispers-200(テクノケミカル社製、PTFE粒子)が含まれる。
樹脂粒子に含まれる親水性樹脂と疎水性樹脂の質量比は、例えば親水性樹脂/疎水性樹脂=5/5~9/1であることが好ましい。樹脂粒子に含まれる親水性樹脂と疎水性樹脂の質量比は、具体的には、上記共重合体では、親水性樹脂に由来する構造単位と前記疎水性樹脂に由来する構造単位の含有質量比に対応し;上記親水性樹脂を含む粒子と疎水性樹脂を含む粒子の混合物においては、親水性樹脂を含む粒子と疎水性樹脂を含む粒子の含有質量比に対応する。
親水性樹脂の質量比が下限値以上であると、プレコート液などの濡れ性を一層高めやすく、上限値以下であると、耐水性が損なわれにくい。同様の観点から、樹脂粒子に含まれる親水性樹脂と疎水性樹脂の質量比は、親水性樹脂/疎水性樹脂=5/5~8/2であることがより好ましい。樹脂粒子の組成は、IRやTOF-SIMSなどの表面分析により確認することができる。
粒子の含有量は、特に制限されないが、親水性のマトリクス樹脂に対して1~30質量%であることが好ましい。粒子の含有量が1質量%以上であると、表面層の耐水性を高めやすく、30質量%以下であると、表面層のうち粒子が存在しない部分(マトリクス樹脂が露出する部分)が適度に存在するため、プレコート液などの濡れ性が損なわれにくい。同様の観点から、粒子の含有量は、親水性のマトリクス樹脂に対して5~30質量%であることがより好ましい。
(純水接触角)
表面層の純水接触角は、50°以下であることが好ましく、40°以下であることがより好ましく、20°以下であることがさらに好ましい。表面層の純水接触角が50°以下であると、中間転写体110の表面にプレコート液を十分に濡れ広がらせることができる。なお、純水接触角は、JIS R 3257(1999年)に準じて20℃で測定された値とすることができる。
表面層の純水接触角は、50°以下であることが好ましく、40°以下であることがより好ましく、20°以下であることがさらに好ましい。表面層の純水接触角が50°以下であると、中間転写体110の表面にプレコート液を十分に濡れ広がらせることができる。なお、純水接触角は、JIS R 3257(1999年)に準じて20℃で測定された値とすることができる。
表面層の純水接触角は、例えば親水性のマトリクス樹脂や粒子の組成によって調整することができる。例えば親水性のマトリクス樹脂の含有質量比を多くしたり、粒子に含まれる親水性樹脂の含有質量比を高くしたりすることで、表面層の純粋接触角を低くすることができる。
(厚み)
表面層の厚みは、特に限定されないが、0.5~10μmであることが好ましく、1.0~8.0μmであることがより好ましい。表面層の厚みが0.5μm以上であると、良好な膜質を得られやすいだけでなく、十分な強度が得られやすい。表面層の厚みが10μm以下であると、表面層の耐久性を向上させやすい。
表面層の厚みは、特に限定されないが、0.5~10μmであることが好ましく、1.0~8.0μmであることがより好ましい。表面層の厚みが0.5μm以上であると、良好な膜質を得られやすいだけでなく、十分な強度が得られやすい。表面層の厚みが10μm以下であると、表面層の耐久性を向上させやすい。
1-4.中間転写体の製造方法
本実施の形態に係る中間転写体は、弾性層を有する基材層を回転させながら、当該基材層の外周面(弾性層側)に表面層用組成物を付与して表面層を形成する工程を経て得ることができる。
本実施の形態に係る中間転写体は、弾性層を有する基材層を回転させながら、当該基材層の外周面(弾性層側)に表面層用組成物を付与して表面層を形成する工程を経て得ることができる。
基材層は、公知の一般的な方法により製造できる。たとえば、基材層は、材料となる耐熱性樹脂を押出機により溶融し、環状ダイを使用したインフレーション法により筒状に成形した後、輪切りにして環状(無端状のベルト)に製造できる。そして、得られた基材層上にゴム組成物を付与し、硬化させて、弾性層を有する基材層を得ることができる。
表面層は、上記基材層を回転させながら、上記組成物を、基材層の外周面(弾性層側)に、例えば複数のノズルなどで付与した後、乾燥および/または硬化させて形成することができる。
表面層用組成物(以下、「組成物」ともいう)は、硬化性化合物(例えば親水性シリコーン樹脂や油変性型ウレタン樹脂など)、粒子、および必要に応じて硬化剤を含む組成物であってもよいし、重合性化合物(例えばアクリル系化合物など)、重合開始剤、および粒子を含む組成物であってもよいし、親水性のマトリクス樹脂および溶剤を含む組成物であってもよい。これらの組成物に含まれる粒子は、上記粒子である。これらの組成物における粒子の平均粒子径は、ゼータ電位・粒径・分子量測定システムELSZ-2000ZS(大塚電子製)により測定することができる。
これらの組成物は、必要に応じて溶剤をさらに含んでいてもよい。溶剤の例には、エタノール、2-ブタノール、酢酸エチル、ヘキサン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、キシレンが含まれる。
基材層を回転させる手段の例には、複数のローラや、円筒状の回転体が含まれる。上記複数のローラや、円筒状の回転体には、回転駆動装置が連結されている。複数のローラを用いる場合には、無端ベルト状である基材層の両端に配置され、基材層にテンションをかけて把持するとともに、ローラの回転に従って、基材層を回転させることができる。また、円筒状の回転体を用いる場合には、回転体の外周面に無端ベルト状である基材層を配置して、回転体の回転動作に従って基材層を回転させることができる。組成物の付与方法の例には、ノズルを用いた方法が含まれる。
上記組成物が、光重合性化合物を含む場合、弾性層上に組成物を付与した後、活性線を照射して硬化させる。また、上記組成物が熱重合性化合物を含む場合、弾性層上に組成物を付与した後、加熱して硬化させる。
なお、上記実施の形態において、弾性層を有する中間転写体について説明したが、これに限定されず、弾性層を有しない中間転写体としてもよい。
2.画像形成方法
本実施の形態に係る画像形成方法は、中間転写体の表面層上にプレコート液を付与する工程、中間転写体のプレコート液が付与された面にインクジェット用のインク(以下、「インク」という)を付与する工程、付与されたインクを記録媒体に転写する工程、および転写されたインクを硬化させる工程を含む。
本実施の形態に係る画像形成方法は、中間転写体の表面層上にプレコート液を付与する工程、中間転写体のプレコート液が付与された面にインクジェット用のインク(以下、「インク」という)を付与する工程、付与されたインクを記録媒体に転写する工程、および転写されたインクを硬化させる工程を含む。
2-1.プレコート液を付与する工程
本工程では、中間転写体の表面にプレコート液を付与して、プレコート層を形成する。
本工程では、中間転写体の表面にプレコート液を付与して、プレコート層を形成する。
[プレコート液]
プレコート液は、水および水溶性有機溶剤などの液体成分を含む。水溶性有機溶剤の例には、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンが含まれる。
プレコート液は、水および水溶性有機溶剤などの液体成分を含む。水溶性有機溶剤の例には、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンが含まれる。
プレコート液は、必要に応じて表面張力および粘度を調整するための調整剤をさらに含みうる。調整剤の例には、界面活性剤や親水性高分子などが含まれる。
[プレコート液の付与方法]
プレコート液は、スプレー塗布、ノズルやスリットを用いたスパイラル塗布、ディッピング塗布、ロールコーター塗布など公知の液体塗布方法を用いることができる。プレコート液は粘度が高いため、ロールコーター塗布方法を用いて中間転写体の表面全体に付与することが好ましい。
プレコート液は、スプレー塗布、ノズルやスリットを用いたスパイラル塗布、ディッピング塗布、ロールコーター塗布など公知の液体塗布方法を用いることができる。プレコート液は粘度が高いため、ロールコーター塗布方法を用いて中間転写体の表面全体に付与することが好ましい。
プレコート液は、インクジェット用のインクが付与される前の中間転写体の表面に付与されるものであり、プレコート液を中間転写体の表面全体に付与することにより、中間画像(インク)を記録媒体に転写する際に、中間転写体の表面から中間画像が剥離しやすくなる。
2-2.インクを付与する工程
本工程では、中間転写体の表面層上に付与されたプレコート液(プレコート層)の表面にインクを付与して、中間画像を形成する。
本工程では、中間転写体の表面層上に付与されたプレコート液(プレコート層)の表面にインクを付与して、中間画像を形成する。
[インク]
インクは、水系のインクであってもよいし、溶剤系のインクであってもよい。中でも、溶剤系のインクが好ましく、活性線硬化型インクがより好ましい。活性線硬化型インクは、活性線重合性化合物を含み、活性線(例えば紫外線)の照射により上記活性線重合性化合物が重合および架橋して硬化するインクである。また、活性線硬化型インクは、必要に応じて、重合開始剤、ゲル化剤、重合禁止剤、染料および顔料などの色材、顔料を分散させるための分散剤、顔料を基材に定着させるための定着樹脂、界面活性剤、pH調整剤、保湿剤、紫外線吸収剤などを含有してもよい。
インクは、水系のインクであってもよいし、溶剤系のインクであってもよい。中でも、溶剤系のインクが好ましく、活性線硬化型インクがより好ましい。活性線硬化型インクは、活性線重合性化合物を含み、活性線(例えば紫外線)の照射により上記活性線重合性化合物が重合および架橋して硬化するインクである。また、活性線硬化型インクは、必要に応じて、重合開始剤、ゲル化剤、重合禁止剤、染料および顔料などの色材、顔料を分散させるための分散剤、顔料を基材に定着させるための定着樹脂、界面活性剤、pH調整剤、保湿剤、紫外線吸収剤などを含有してもよい。
(活性線重合性化合物)
活性線重合性化合物は、活性線の照射により架橋または重合する化合物である。活性線の例には、紫外線、エックス線およびγ線などが含まれる。活性線の中では、紫外線が好ましい。活性線重合性化合物の例には、ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物、またはそれらの混合物が含まれる。活性線重合性化合物の中では、ラジカル重合性化合物が好ましい。なお、活性線重合性化合物は、モノマー、重合性オリゴマー、プレポリマーおよびこれらの混合物のいずれであってもよい。
活性線重合性化合物は、活性線の照射により架橋または重合する化合物である。活性線の例には、紫外線、エックス線およびγ線などが含まれる。活性線の中では、紫外線が好ましい。活性線重合性化合物の例には、ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物、またはそれらの混合物が含まれる。活性線重合性化合物の中では、ラジカル重合性化合物が好ましい。なお、活性線重合性化合物は、モノマー、重合性オリゴマー、プレポリマーおよびこれらの混合物のいずれであってもよい。
ラジカル重合性化合物とは、分子中にエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物である。ラジカル重合性化合物は、単官能または多官能の化合物でありうる。ラジカル重合性化合物の例には、不飽和カルボン酸エステル化合物である、(メタ)アクリレートが含まれる。なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートまたはメタアクリレートを意味し、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基またはメタアクリロイル基を意味し、「(メタ)アクリル」は、アクリルまたはメタクリルを意味する。
単官能の(メタ)アクリレートの例には、イソアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソミルスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル-ジグリコール(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸およびt-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートが含まれる。
多官能の(メタ)アクリレートの例には、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートおよびトリプロピレングリコールジアクリレートなどの2官能の(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの3官能の(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレートおよびペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレートなどの3官能以上の(メタ)アクリレート;ポリエステルアクリレートオリゴマーを含む(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマー、ならびにこれらの変性物などが含まれる。上記変性物の例には、エチレンオキサイド基を挿入したエチレンオキサイド変性(EO変性)アクリレート、およびプロピレンオキサイドを挿入したプロピレンオキサイド変性(PO変性)アクリレートが含まれる。
また、カチオン重合性化合物とは、分子中にカチオン重合性基を有する化合物である。カチオン重合性化合物の例には、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物およびオキセタン化合物などが含まれる。
エポキシ化合物の例には、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンモノエポキサイド、ε-カプロラクトン変性3,4-エポキシシクロヘキシルメチル3’,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、1-メチル-4-(2-メチルオキシラニル)-7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプタン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル-5,5-スピロ-3,4-エポキシ)シクロヘキサノン-メタ-ジオキサンおよびビス(2,3-エポキシシクロペンチル)エーテルなどの脂環式エポキシ樹脂、1,4-ブタンジオールのジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびグリセリンなどの脂肪族多価アルコールに1種類または2種類以上のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドなど)を付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテルなどを含む脂肪族エポキシ化合物、ならびに、ビスフェノールAまたはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAまたはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、およびノボラック型エポキシ樹脂などを含む芳香族エポキシ化合物などが含まれる。
ビニルエーテル化合物の例には、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル-o-プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、およびオクタデシルビニルエーテルなどを含むモノビニルエーテル化合物、ならびにエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、およびトリメチロールプロパントリビニルエーテルなどを含むジまたはトリビニルエーテル化合物などが含まれる。
オキセタン化合物の例には、3-ヒドロキシメチル-3-メチルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-エチルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-プロピルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-ノルマルブチルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-フェニルオキセタン、3-ヒドロキシメチル-3-ベンジルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-メチルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-エチルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-プロピルオキセタン、3-ヒドロキシエチル-3-フェニルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-メチルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-エチルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-プロピルオキセタン、3-ヒドロキシプロピル-3-フェニルオキセタン、3-ヒドロキシブチル-3-メチルオキセタン、1,4ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタンおよびジ[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテルなどが含まれる。
活性線重合性化合物の含有量は、例えば、活性線硬化型インクの全質量に対して1質量%以上97質量%以下であることが好ましく、30質量%以上90質量%以下とすることがより好ましい。
(重合開始剤)
活性線硬化型インクは、重合開始剤を含むことができる。重合開始剤は、活性線の照射により、上記活性線重合性化合物の重合を開始できるものであればよい。たとえば、上記活性線硬化型インクがラジカル重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光ラジカル開始剤とすることができ、上記活性線硬化型インクがカチオン重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光カチオン開始剤(光酸発生剤)とすることができる。
活性線硬化型インクは、重合開始剤を含むことができる。重合開始剤は、活性線の照射により、上記活性線重合性化合物の重合を開始できるものであればよい。たとえば、上記活性線硬化型インクがラジカル重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光ラジカル開始剤とすることができ、上記活性線硬化型インクがカチオン重合性化合物を有するときは、重合開始剤は光カチオン開始剤(光酸発生剤)とすることができる。
ラジカル重合開始剤には、分子内結合開裂型のラジカル重合開始剤と分子内水素引き抜き型のラジカル重合開始剤とが含まれる。
分子内結合開裂型のラジカル重合開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-メチルチオフェニル)プロパン-1-オン、および2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノンなどを含むアセトフェノン系の開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、およびベンゾインイソプロピルエーテルなどを含むベンゾイン類、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドなどを含むアシルホスフィンオキシド系の開始剤、ならびに、ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステルなどが含まれる。
分子内水素引き抜き型のラジカル重合開始剤の例には、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、および3,3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノンなどを含むベンゾフェノン系の開始剤、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントンなどを含むチオキサントン系の開始剤、ミヒラーケトン、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノンなどを含むアミノベンゾフェノン系の開始剤、10-ブチル-2-クロロアクリドン、2-エチルアンスラキノン、9,10-フェナンスレンキノン、ならびにカンファーキノンなどが含まれる。
カチオン系の重合開始剤の例には、光酸発生剤が含まれる。光酸発生剤の例には、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、およびホスホニウムなどを含む芳香族オニウム化合物のB(C6F5)4
-、PF6
-、AsF6
-、SbF6
-、CF3SO3
-塩など、スルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物、ならびに鉄アレン錯体などが含まれる。
(ゲル化剤)
活性線硬化型インクは、ゲル化剤を含んでもよい。ゲル化剤は、常温では固体であるが、加熱すると液体となることにより、上記活性線硬化型インクを温度変化に応じてゾルゲル相転移させることができる有機物である。
活性線硬化型インクは、ゲル化剤を含んでもよい。ゲル化剤は、常温では固体であるが、加熱すると液体となることにより、上記活性線硬化型インクを温度変化に応じてゾルゲル相転移させることができる有機物である。
ゲル化剤の例には、ジペンタデシルケトン、ジヘプタデシルケトン、ジリグノセリルケトン、ジベヘニルケトン、ジステアリルケトン、ジエイコシルケトン、ジパルミチルケトン、ジミリスチルケトン、ラウリルミリスチルケトン、ラウリルパルミチルケトン、ミリスチルパルミチルケトン、ミリスチルステアリルケトン、ミリスチルベヘニルケトン、パルミチルステアリルケトン、バルミチルベヘニルケトンおよびステアリルベヘニルケトン等の脂肪族ケトンワックス;パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸ベヘニル、イコサン酸イコシル、ステアリン酸ベヘニル、ステアリン酸パルミチル、ステアリン酸ラウリル、パルミチン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチル、ミリスチン酸セチル、ミリスチン酸オクチルドデシル、オレイン酸ステアリル、エルカ酸ステアリル、リノール酸ステアリル、オレイン酸ベヘニルおよびリノール酸アラキジル等の脂肪族エステルワックス;N-ラウロイル-L-グルタミン酸ジブチルアミド、N-(2-エチルヘキサノイル)-L-グルタミン酸ジブチルアミド等のアミド化合物;1,3:2,4-ビス-O-ベンジリデン-D-グルシトール等のジベンジリデンソルビトール類;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス;キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、ホホバ固体ロウ、およびホホバエステル等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリンおよび鯨ロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、および水素化ワックス等の鉱物系ワックス;硬化ヒマシ油または硬化ヒマシ油誘導体;モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体またはポリエチレンワックス誘導体等の変性ワックス;ベヘン酸(ベヘニン酸)、アラキジン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、およびエルカ酸等の高級脂肪酸;ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の高級アルコール;12-ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシステアリン酸;12-ヒドロキシステアリン酸誘導体;ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、12-ヒドロキシステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド;N-ステアリルステアリン酸アミド、N-オレイルパルミチン酸アミド等のN-置換脂肪酸アミド;N,N’-エチレンビスステアリルアミド、N,N’-エチレンビス-12-ヒドロキシステアリルアミド、およびN,N’-キシリレンビスステアリルアミド等の特殊脂肪酸アミド;ドデシルアミン、テトラデシルアミンまたはオクタデシルアミンなどの高級アミン;ステアリルステアリン酸、オレイルパルミチン酸、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル化合物;ショ糖ステアリン酸、ショ糖パルミチン酸等のショ糖脂肪酸エステル;ポリエチレンワックス、α-オレフィン無水マレイン酸共重合体ワックス等の合成ワックス;重合性ワックス;ダイマー酸;ダイマージオール等が含まれる。これらのワックスは、1種類のみを単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
ゲル化剤の含有量は、活性線硬化型インクの全質量に対して0.5質量%以上10.0質量%未満であることが好ましく、活性線硬化型インクの全質量に対して1.0質量%以上10.0質量%未満であることがより好ましく、活性線硬化型インクの全質量に対して2.0質量%以上7.0質量%以下であることがさらに好ましい。
また、ゲル化剤は、インクのゲル化温度以下の温度で、インク中で結晶化することが好ましい。ここで、ゲル化温度とは、加熱によりゾル化または液体化したインクを冷却していったときに、インクがゾルからゲルに相転移し、インクの粘度が急変する温度をいう。具体的には、ゾル化または液体化したインクを、例えば、レオメータ MCR300(Anton Paar社製)で粘度を測定しながら冷却していき、粘度が急激に上昇した温度を、そのインクのゲル化温度とすることができる。
ゲル化剤がインク中で結晶化すると、板状に結晶化した上記ゲル化剤およびワックスによって形成された三次元空間に活性線重合性化合物が内包される構造が形成されることがある(このような構造を、以下「カードハウス構造」という)。カードハウス構造が形成されると、液体の活性線重合性化合物が上記空間内に保持されるため、インクが付着して形成されたドットがより濡れ広がりにくくなり、インクのピニング性がより高まる。インクのピニング性が高まると、インクが記録媒体に付着して形成されたドット同士が合一しにくくなる。
(重合禁止剤)
活性線硬化型インクは、重合禁止剤を含むことができる。
活性線硬化型インクは、重合禁止剤を含むことができる。
重合禁止剤の例には、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、t-ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1-ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p-ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5-ジ-t-ブチル-p-ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、N-(3-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o-イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシムが含まれる。
重合禁止剤の含有量は、インクの全質量に対して0.05質量%以上0.2質量%以下とすることができる。
(色材)
活性線硬化型インクは、色材を含むことができる。色材には、顔料および染料が含まれる。活性線硬化型インクの分散安定性をより高め、かつ耐候性が高い画像を形成する観点からは、色材は顔料であることが好ましい。顔料の例には、有機顔料および無機顔料が含まれる。染料の例には、各種の油溶性染料が含まれる。
活性線硬化型インクは、色材を含むことができる。色材には、顔料および染料が含まれる。活性線硬化型インクの分散安定性をより高め、かつ耐候性が高い画像を形成する観点からは、色材は顔料であることが好ましい。顔料の例には、有機顔料および無機顔料が含まれる。染料の例には、各種の油溶性染料が含まれる。
顔料は、形成すべき画像の色などに応じて、例えば、カラーインデックスに記載される赤またはマゼンタ顔料、黄顔料、緑顔料、青またはシアン顔料および黒顔料から選択することができる。
顔料または染料の含有量は、インクの全質量に対して0.1質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、0.4質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。顔料または染料の含有量が、インクの全質量に対して0.1質量%以上であると、得られる画像の発色が十分となる。顔料または染料の含有量がインクの全質量に対して20.0質量%以下であると、インクの粘度が高まりすぎない。
(分散剤)
顔料は、分散剤で分散されていてもよい。分散剤は、顔料を十分に分散させることができればよい。分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテートが含まれる。
顔料は、分散剤で分散されていてもよい。分散剤は、顔料を十分に分散させることができればよい。分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテートが含まれる。
(定着樹脂)
活性線硬化型インクは、塗膜の耐擦性およびブロッキング耐性をより高めるため、定着樹脂を含有してもよい。
活性線硬化型インクは、塗膜の耐擦性およびブロッキング耐性をより高めるため、定着樹脂を含有してもよい。
定着樹脂の例には、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、マレイン酸樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ニトロセルロース、酢酸セルロース、エチルセルロース、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、およびアルキド樹脂が含まれる。
定着樹脂の含有量は、例えば、活性線重合性化合物の全質量に対して1.0質量%以上10.0質量%以下とすることができる。
(界面活性剤)
活性線硬化型インクは、界面活性剤を含有してもよい。
活性線硬化型インクは、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤は、インクの表面張力を調整して、付与後のインクの基材に対する濡れ性を調整したり、隣接する液滴間の合一を抑制したりすることができる。
界面活性剤の例には、シリコーン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、およびパーフルオロアルケニル基を有するフッ素系界面活性剤などが含まれる。
界面活性剤の含有量は、活性線硬化型インクの全質量に対して0.001質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.001質量%以上1.0質量%以下であることがより好ましい。
(その他の成分)
活性線硬化型インクは、上記成分以外に、必要に応じて、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防黴剤、防錆剤などを含んでもよい。
活性線硬化型インクは、上記成分以外に、必要に応じて、多糖類、粘度調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防黴剤、防錆剤などを含んでもよい。
(活性線硬化型インクの物性)
活性線硬化型インクの80℃における粘度は、インクジェットヘッドからの射出性をより高める観点からは、3mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましい。80℃における粘度が3mPa・s以上20mPa・s以下であると、インクジェットヘッドからの活性線硬化型組成物の射出時に組成物がゲル化しにくいため、より安定して活性線重合性化合物を射出することができる。また、活性線硬化型インクがゲル化剤を含有している場合には、着弾して常温に降温した際にインクを十分にゲル化させる観点から、上記活性線硬化型インクの25℃における粘度は1000mPa・s以上であることが好ましい。25℃における粘度は1000mPa・s以上であると、中間転写体に付与されたインク液滴が広がり難く、液滴同士が合一し難い。
活性線硬化型インクの80℃における粘度は、インクジェットヘッドからの射出性をより高める観点からは、3mPa・s以上20mPa・s以下であることが好ましい。80℃における粘度が3mPa・s以上20mPa・s以下であると、インクジェットヘッドからの活性線硬化型組成物の射出時に組成物がゲル化しにくいため、より安定して活性線重合性化合物を射出することができる。また、活性線硬化型インクがゲル化剤を含有している場合には、着弾して常温に降温した際にインクを十分にゲル化させる観点から、上記活性線硬化型インクの25℃における粘度は1000mPa・s以上であることが好ましい。25℃における粘度は1000mPa・s以上であると、中間転写体に付与されたインク液滴が広がり難く、液滴同士が合一し難い。
活性線硬化型インクの40℃、80℃における粘度は、レオメータにより、活性線硬化型インクの動的粘弾性の温度変化を測定することにより求めることができる。たとえば、上記活性線硬化型インクの40℃における粘度および80℃における粘度は、レオメータにより、活性線硬化型インクを100℃に加熱し、ストレス制御型レオメータ(Anton Paar社製、Physica MCR301(コーンプレートの直径:75mm、コーン角:1.0°))によって粘度を測定しながら、剪断速度11.7(1/s)、降温速度0.1℃/sの条件で40℃までインクを冷却して得られた粘度の温度変化曲線において40℃および80℃における粘度をそれぞれ読み取ることにより求める。
[活性線硬化型インクの調製方法]
活性線硬化型インクは、前述の活性線重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、色材と、任意のその他の成分とを、加熱下において混合することにより調製することができる。この際、得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。なお、顔料を含有するインクを調製する際は、顔料、活性線重合性化合物を含む顔料分散液を調製し、その後、顔料分散液と他の成分とを混合することが好ましい。顔料分散液は、分散剤をさらに含んでもよい。
活性線硬化型インクは、前述の活性線重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、色材と、任意のその他の成分とを、加熱下において混合することにより調製することができる。この際、得られた混合液を所定のフィルターで濾過することが好ましい。なお、顔料を含有するインクを調製する際は、顔料、活性線重合性化合物を含む顔料分散液を調製し、その後、顔料分散液と他の成分とを混合することが好ましい。顔料分散液は、分散剤をさらに含んでもよい。
顔料分散液は、活性線重合性化合物に顔料を分散して調製することができる。顔料の分散は、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカーなどを用いて行えばよい。このとき、分散剤を添加してもよい。
[活性線硬化型インクの付与方法]
活性線硬化型インクを液体状のプレコート層の表面に付与する方法は、特に限定されず、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット法などの公知の方法を使用することができる。本実施の形態では、液体状のプレコート層の表面に活性線硬化型インクを付与して、中間画像を形成する工程では、活性線硬化型インクを、インクジェットヘッドから吐出して、液体状のプレコート層の表面に付与する、インクジェット法を用いることが好ましい。
活性線硬化型インクを液体状のプレコート層の表面に付与する方法は、特に限定されず、スプレー塗布、浸漬法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット法などの公知の方法を使用することができる。本実施の形態では、液体状のプレコート層の表面に活性線硬化型インクを付与して、中間画像を形成する工程では、活性線硬化型インクを、インクジェットヘッドから吐出して、液体状のプレコート層の表面に付与する、インクジェット法を用いることが好ましい。
インクジェット法で使用するインクジェットヘッドは、オンデマンド方式およびコンティニュアス方式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。オンデマンド方式のインクジェットヘッドの例には、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型およびシェアードウォール型を含む電気-機械変換方式、ならびにサーマルインクジェット型およびバブルジェット(「バブルジェット」はキヤノン株式会社の登録商標)型を含む電気-熱変換方式等が含まれる。
また、インクジェットヘッドは、スキャン式およびライン式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。
このとき、活性線硬化型インクの液滴の吐出性を高めるために、インクジェットヘッド内の活性線硬化型インクを40~120℃に加熱して、加熱された活性線硬化型インクを吐出することが好ましい。
また、活性線硬化型インクがゲル化剤を含むときは、インクジェットヘッド内の活性線硬化型インクの温度を、活性線硬化型のゲル化温度より10℃以上40℃未満高い温度に設定することが好ましい。インクジェットヘッド内の活性線硬化型インクの温度をゲル化温度+10℃以上にすることで、インクジェットヘッド内もしくはノズル表面で活性線硬化型インクがゲル化することがなく、活性線硬化型インクを良好に射出することができる。また、インクジェットヘッド内の活性線硬化型インクの温度を活性線硬化型インクのゲル化温度+40℃未満とすることで、インクジェットヘッドの熱的負荷を小さくすることができる。特に、ピエゾ素子を用いたインクジェットヘッドでは、熱的負荷による性能低下が生じやすいため、活性線硬化型インクの温度を上記範囲内とすることが特に好ましい。
活性線硬化型インクがゲル化剤を含むときは、中間転写体の表面に付与された活性線硬化型インクは、ゲル化剤が結晶化してピニングされる。これにより、活性線硬化型インクが付与されて形成されたドットがより濡れ広がりにくくなり、活性線硬化型インクが上記中間転写体の表面に着弾して形成されたドット同士が合一するのを抑制することができる。
このとき、活性線硬化型インクのピニング性を高めるために、中間転写体の表面温度をゲル化剤のゲル化温度の付近またはそれ以下としてもよい。
2-3.インクを記録媒体に転写する工程
本工程では、活性線硬化型インクを、中間転写体から記録媒体の表面に転写する。記録媒体に転写する際に、中間転写体の表面に形成された活性線硬化型インクを加圧部材で加圧する工程をさらに行ってもよい。画像を加圧する際の、加圧部材の温度は、20~90℃であることが好ましく、20~80℃であることがより好ましい。加圧部材の温度を上記範囲にすることにより、活性線硬化型インクのガラス転移点(Tg)が室温よりも高い場合であっても、転写性を低下させることなく、活性線硬化型インクを中間転写体から記録媒体に転写することができる。
本工程では、活性線硬化型インクを、中間転写体から記録媒体の表面に転写する。記録媒体に転写する際に、中間転写体の表面に形成された活性線硬化型インクを加圧部材で加圧する工程をさらに行ってもよい。画像を加圧する際の、加圧部材の温度は、20~90℃であることが好ましく、20~80℃であることがより好ましい。加圧部材の温度を上記範囲にすることにより、活性線硬化型インクのガラス転移点(Tg)が室温よりも高い場合であっても、転写性を低下させることなく、活性線硬化型インクを中間転写体から記録媒体に転写することができる。
2-4.インクを硬化させる工程
本工程では、記録媒体に転写された活性線硬化型インク(中間画像)に活性線(たとえば紫外線)を照射して、活性線硬化型インク(中間画像)を完全に硬化させる。これにより、記録媒体の表面に、目的とする高精細な画像が形成される。
本工程では、記録媒体に転写された活性線硬化型インク(中間画像)に活性線(たとえば紫外線)を照射して、活性線硬化型インク(中間画像)を完全に硬化させる。これにより、記録媒体の表面に、目的とする高精細な画像が形成される。
なお、当該工程で照射される活性線の波長は、350~450nmであること好ましく、380nm以上430nm未満であることがより好ましい。これにより、活性線硬化型インクを本硬化させることにより、記録媒体と活性線硬化型インクの定着性を高めることができる。
本発明の実施の形態に係る画像形成方法は、上述の画像形成方法に限定されない。たとえば、活性線硬化型インクを記録媒体に転写する前に、または転写時に、活性線硬化型インクに活性線を照射して活性線硬化型インクを増粘させる増粘工程を有していてもよい。
3.画像形成装置
図1は、本実施の形態に係るインクジェット用の画像形成装置100の例示的な構成を示す模式図である。
図1は、本実施の形態に係るインクジェット用の画像形成装置100の例示的な構成を示す模式図である。
本実施の形態に係る画像形成装置100は、中間転写体110と、中間転写体110の表面にプレコート液を付与するプレコート液付与部120と、プレコート液が付与された面にインクジェット用のインクを付与するインク付与部130と、付与されたインクジェット用のインクを記録媒体Sに転写する転写部140とを有する。
また、画像形成装置100は、無端状のベルトの形状を有する中間転写体110を張架する支持ローラ150、151および152と、中間画像を構成するインクジェット用のインクを硬化(本硬化)させるための活性線(例えば紫外線)を搬送路160の表面に向けて照射する硬化部170と、記録媒体Sに転写されずに中間転写体110の表面に残存した活性線硬化型インクを中間転写体110の表面から除去するクリーニング部180と、を有する。
中間転写体110は、支持ローラ150、151および152によって張架され、かつ回転移動し、中間画像形成部131によって中間転写体110の表面に形成された中間画像を転写部140に搬送する。
3つの支持ローラ150、151および152のうち、少なくとも1つのローラは、駆動ローラであり、中間転写体110をA方向に回転させる。
中間転写体110は、上記実施の形態に係る中間転写体を用いることができる。中間転写体110は、活性線(たとえば紫外線)を透過させる材料から形成されていてもよい。
中間転写体110における、逆三角形状の左右の頂点部分に位置する支持ローラ150、151および152に張架された部分は、インク付与部130から付与された活性線硬化型インクの着弾面となっている。中間転写体110における、逆三角形状の下側の頂点部分に位置する支持ローラ150は、中間転写体110を搬送路160に向けて所定のニップ圧により加圧する加圧ローラであり、インク付与部130から吐出された活性線硬化型インクが付与して形成された中間画像を記録媒体Sに転写する加圧部141として機能する。
プレコート液付与部120は、表面をスポンジで被覆されたロールコーター121、およびスクレーパー122を有する。ロールコーター121は、中間転写体110の表面層上にプレコート液を付与する。スクレーパー122は、過剰量のプレコート液を除去して付与されたプレコート液の表面を平滑化し、中間転写体110の表面にプレコート液が所定の厚みで広がってなるプレコート層を形成する。なお、プレコート液付与部120では、バーコーターを用いる方法やインクジェット法などを用いてもよい。
インク付与部130でもある中間画像形成部131は、本実施の形態ではインクジェット法により中間画像を形成するインク付与部であり、それぞれY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色の活性線硬化型組成物(インクジェット用インク)をノズルから吐出して中間転写体110の表面に付与させる、インクジェットヘッド130Y、130M、130Cおよび130Kを有する。インクジェットヘッド130Y、130M、130Cおよび130Kは、上記各色の活性線硬化型インクを、中間転写体110の表面のうち形成されるべき画像に応じた位置に付与して、中間画像を形成する。
転写部140は、中間転写体110と搬送路160とが最接近した部分であって、支持ローラ150、151および152によって中間転写体110が搬送路160の方向に付勢されることにより、中間転写体110が接する搬送路160の表面を加圧する。中間転写体110の表面に形成されて搬送されてきた活性線硬化型インクを含む中間画像と、搬送路160の表面に配置されて搬送されてきた記録媒体Sとは、転写部140において接触され、支持ローラ150を介して中間転写体110から搬送路160側に加圧されることで、記録媒体Sに転写される。
搬送路160は、例えば、金属ドラムで構成され、中間画像を転写される記録媒体Sを搬送する。搬送路160は、中間転写体110の一部の表面に接して配置され、支持ローラ150よって中間転写体110の上記接する表面が加圧されることで、転写部140が形成される。搬送路160は、記録媒体Sの先端を固定する爪(不図示)を有してもよい。搬送路160は、当該爪に記録媒体Sの先端を固定し、図1における反時計回り方向に回転することで、記録媒体Sを転写部に搬送する。
硬化部170は、搬送路160による記録媒体Sの搬送方向における、転写部140より下流側に配置され、搬送路160の表面に向けて活性線(紫外線)を照射する。これにより、硬化部170は、記録媒体Sに転写された中間画像に活性線を照射して、中間画像を構成する活性線硬化型インクを硬化(本硬化)させる。これにより、記録媒体Sの表面に、目的とする高精細な画像が形成される。
クリーニング部180は、ウェブローラやスポンジローラ等のクリーニングローラであり、転写部140の下流側で、中間転写体110の表面に接触する。クリーニング部180は、上記クリーニングローラが駆動回転することで、転写部140において記録媒体Sに転写されずに中間転写体110の表面に残存した残組成物(残塗布物)を除去する。
なお、本実施の形態に係る画像形成装置100は、活性線硬化型インクを記録媒体に転写する前に、または転写時に、活性線硬化型インクに活性線を照射して活性線硬化型インクを増粘させるための増粘部を有していてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明を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。
1.表面層用組成物の材料および作製
(親水性のマトリクス樹脂または重合性化合物)
KP-913(信越シリコーン社製、親水性シリコーン樹脂)
M-5201(DIC社製、油変性型ウレタン樹脂)
A-SA(新中村化学社製、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸)
(親水性のマトリクス樹脂または重合性化合物)
KP-913(信越シリコーン社製、親水性シリコーン樹脂)
M-5201(DIC社製、油変性型ウレタン樹脂)
A-SA(新中村化学社製、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸)
(粒子)
無機粒子
シリカ粒子1(日産化学社製、MEK-ST-2130、平均粒子径0.01μm)
シリカ粒子2(日産化学社製、スノーテックスN-40、コロイダルシリカ、平均粒子径0.03μm)
シリカ粒子3(日産化学社製、MEK-ST-UP、オルガノシリカゾル、平均粒子径0.1μm)
シリカ粒子4(日本触媒社製、KE-P100、低級アルコール吸着タイプ、平均粒子径1μm)
酸化チタン粒子(テイカ社製、MT-600B)
樹脂粒子
シリコーン樹脂粒子(信越シリコーン社製;X-52-854、平均粒子径0.7μm)
フッ素樹脂粒子(テクノケミカル社製、Microdispers-200、PTFE粒子、平均粒子径0.25μm)
アクリル樹脂粒子1(日本ペイント社製、MG-155、スチレンアクリル架橋樹脂粒子、平均粒子径0.1μm)
アクリル樹脂粒子2(日本触媒社製、MX030W、アクリル架橋樹脂粒子、平均粒子径0.05μm)
アクリル樹脂粒子3(日本触媒社製、MX200W、アクリル架橋樹脂粒子、平均粒子径0.3μm)
アクリル樹脂粒子4(日本ペイント社製、FS-501、アクリル樹脂粒子、平均粒子径0.5μm)
メラミン樹脂粒子(日本触媒社製、エポスターM30、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、平均粒子径3.0μm)
平均粒子径は、ゼータ電位・粒径・分子量測定システムELSZ-2000ZS(大塚電子製)により測定した。
無機粒子
シリカ粒子1(日産化学社製、MEK-ST-2130、平均粒子径0.01μm)
シリカ粒子2(日産化学社製、スノーテックスN-40、コロイダルシリカ、平均粒子径0.03μm)
シリカ粒子3(日産化学社製、MEK-ST-UP、オルガノシリカゾル、平均粒子径0.1μm)
シリカ粒子4(日本触媒社製、KE-P100、低級アルコール吸着タイプ、平均粒子径1μm)
酸化チタン粒子(テイカ社製、MT-600B)
樹脂粒子
シリコーン樹脂粒子(信越シリコーン社製;X-52-854、平均粒子径0.7μm)
フッ素樹脂粒子(テクノケミカル社製、Microdispers-200、PTFE粒子、平均粒子径0.25μm)
アクリル樹脂粒子1(日本ペイント社製、MG-155、スチレンアクリル架橋樹脂粒子、平均粒子径0.1μm)
アクリル樹脂粒子2(日本触媒社製、MX030W、アクリル架橋樹脂粒子、平均粒子径0.05μm)
アクリル樹脂粒子3(日本触媒社製、MX200W、アクリル架橋樹脂粒子、平均粒子径0.3μm)
アクリル樹脂粒子4(日本ペイント社製、FS-501、アクリル樹脂粒子、平均粒子径0.5μm)
メラミン樹脂粒子(日本触媒社製、エポスターM30、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、平均粒子径3.0μm)
平均粒子径は、ゼータ電位・粒径・分子量測定システムELSZ-2000ZS(大塚電子製)により測定した。
<表面層用組成物1~26および28の作製>
表1に示される量のマトリクス樹脂および粒子と、30質量部のMEK(メチルエチルケトン)を加えて撹拌して、表面層用組成物1~26および28を得た。
表1に示される量のマトリクス樹脂および粒子と、30質量部のMEK(メチルエチルケトン)を加えて撹拌して、表面層用組成物1~26および28を得た。
<表面層用組成物27の作製>
A-SA(新中村化学社製、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸)100質量部に対して、3質量部の架橋剤(Irgacure819)をさらに加えた以外は表面層用組成物18と同様にして、表面層用組成物27を得た。
A-SA(新中村化学社製、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸)100質量部に対して、3質量部の架橋剤(Irgacure819)をさらに加えた以外は表面層用組成物18と同様にして、表面層用組成物27を得た。
2.中間転写体の作製および評価
2-1.中間転写体の作製
<中間転写体1の作製>
(基材層の形成)
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)とp-フェニレンジアミン(PDA)とを反応させて得られるポリアミド酸のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液(宇部興産株式会社製、U-ワニスS(固形分18質量%))に、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0%))を添加して、混合物を得た。上記酸化処理カーボンブラックは、上記ポリアミド酸から得られるポリイミド系樹脂の固形分100質量部に対して、23質量部になる量を添加した。得られた混合物を、衝突型分散機(シーナス製GeanusPY)を用い、圧力200MPaで、最小面積が1.4mm2で2分割後衝突させ、再度2分割する経路を5回通過させて、混合して、カーボンブラック入りポリアミド酸溶液を得た。
2-1.中間転写体の作製
<中間転写体1の作製>
(基材層の形成)
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)とp-フェニレンジアミン(PDA)とを反応させて得られるポリアミド酸のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液(宇部興産株式会社製、U-ワニスS(固形分18質量%))に、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0%))を添加して、混合物を得た。上記酸化処理カーボンブラックは、上記ポリアミド酸から得られるポリイミド系樹脂の固形分100質量部に対して、23質量部になる量を添加した。得られた混合物を、衝突型分散機(シーナス製GeanusPY)を用い、圧力200MPaで、最小面積が1.4mm2で2分割後衝突させ、再度2分割する経路を5回通過させて、混合して、カーボンブラック入りポリアミド酸溶液を得た。
カーボンブラック入りポリアミド酸溶液を、円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して回転させながら、30rpmで15分間回転させて0.5mmの均一な厚みを有する円筒状層に塗布した。その後、カーボンブラック入りポリアミド酸溶液が塗布された金型を、15rpmで回転させながら、金型の外側より60℃の熱風を30分間あて、その後、150℃で60分加熱した。さらに、360℃まで2℃/分の昇温速度で上記金型を昇温し、さらに360℃で30分加熱して溶媒の除去および脱水閉環水の除去を行い、イミド転化反応を完結させた。その後、上記金型を室温に戻し、円筒状層を金型から剥離して、総厚0.1mmの無端ベルト状の基材層を作製した。
(弾性層の形成)
液状シリコーンゴム(信越化学工業株式会社製、KE-2060-30)のA液とB液とを等量撹拌混合し、液状シリコーンゴム溶液を得た。上記作製した無端ベルト状の基材を1rpmで回転させながら、ディスペンサーを介して上記液状シリコーンゴム溶液を上記基材の外面に螺旋状に供給し、0.5mmの厚みに塗布した。上記基材をそのまま回転させながら120℃の熱風を5分間あてて、一次硬化を行った。次いで、200℃に昇温したのちに60分加熱し、弾性層付き無端状のベルトを作製した。
液状シリコーンゴム(信越化学工業株式会社製、KE-2060-30)のA液とB液とを等量撹拌混合し、液状シリコーンゴム溶液を得た。上記作製した無端ベルト状の基材を1rpmで回転させながら、ディスペンサーを介して上記液状シリコーンゴム溶液を上記基材の外面に螺旋状に供給し、0.5mmの厚みに塗布した。上記基材をそのまま回転させながら120℃の熱風を5分間あてて、一次硬化を行った。次いで、200℃に昇温したのちに60分加熱し、弾性層付き無端状のベルトを作製した。
(表面層の形成)
弾性層付き無端状のベルトを100mm/sで回転させながら、ベルト表面(弾性層の表面)を、コロナ放電装置(春日電機株式会社製)を用いて350mWの条件でコロナ放電処理した。
弾性層付き無端状のベルトを100mm/sで回転させながら、ベルト表面(弾性層の表面)を、コロナ放電装置(春日電機株式会社製)を用いて350mWの条件でコロナ放電処理した。
コロナ放電の直後に、スプレーノズルを用いて、ベルト表面の全体が濡れるように表面層用組成物1を塗布し、120℃で60分加熱乾燥させた。その後、イオン交換水でベルトの表面を洗浄した後、乾燥および12時間エージングして、厚み5μmの表面層を形成し、中間転写体1を得た。
<中間転写体2~26および28の作製>
表面層の形成に際し、表面層用組成物を表2に示されるものに変更した以外は中間転写体1と同様にして中間転写体2~26および28を作製した。
表面層の形成に際し、表面層用組成物を表2に示されるものに変更した以外は中間転写体1と同様にして中間転写体2~26および28を作製した。
<中間転写体27の作製>
表面層の形成に際し、コロナ放電の直後に、スプレーノズルを用いて、ベルト表面の全体が濡れるように、表2に示される表面層用組成物を塗布して、100℃で15分間加熱乾燥させた後、活性エネルギー線(高圧水銀ランプ;アイグラフィックス社製を使用)をさらに照射した以外は、中間転写体10と同様にして中間転写体27を作製した。
表面層の形成に際し、コロナ放電の直後に、スプレーノズルを用いて、ベルト表面の全体が濡れるように、表2に示される表面層用組成物を塗布して、100℃で15分間加熱乾燥させた後、活性エネルギー線(高圧水銀ランプ;アイグラフィックス社製を使用)をさらに照射した以外は、中間転写体10と同様にして中間転写体27を作製した。
2-2.評価
<プレコート液の調製>
ポリグリセリン(R-PG、坂本薬品工業社製)100質量部に対して、界面活性剤ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム(エマールE-27C、花王社製、固形分濃度27%)を0.1質量部混合して、プレコート液を調製した。
<プレコート液の調製>
ポリグリセリン(R-PG、坂本薬品工業社製)100質量部に対して、界面活性剤ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム(エマールE-27C、花王社製、固形分濃度27%)を0.1質量部混合して、プレコート液を調製した。
<活性線硬化型インクの調製>
(顔料分散液の調製)
9.0質量部の顔料分散剤(アジスパーPB824、味の素ファインテクノ株式会社製、「アジスパー」は味の素株式会社の登録商標)と、70.0質量部の活性線重合性化合物(トリプロピレングリコールジアクリレート)と、0.02質量部の重合禁止剤(Irgastab UV10、BASF社製、「Irgastab」は同社の登録商標)と、をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱撹拌した。
(顔料分散液の調製)
9.0質量部の顔料分散剤(アジスパーPB824、味の素ファインテクノ株式会社製、「アジスパー」は味の素株式会社の登録商標)と、70.0質量部の活性線重合性化合物(トリプロピレングリコールジアクリレート)と、0.02質量部の重合禁止剤(Irgastab UV10、BASF社製、「Irgastab」は同社の登録商標)と、をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレートで加熱しながら、1時間加熱撹拌した。
上記混合液を室温まで冷却した後、これに21.0質量部のpigment RED 122(大日精化工業株式会社製、クロモファインレッド6112JC)を加えた。混合液を、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて8時間分散処理した。その後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液を得た。
(インクの調製)
5.0質量%のゲル化剤「ルナックBA」(ベヘニン酸、花王株式会社製、「ルナック」は同社の登録商標)と、29.9質量%の活性線重合性化合物(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート)と、23.0質量%の6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートと、15.0質量%の4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートと、6.0質量%の重合開始剤「DAROCUR TPO」(BASF社製、「DAROCUR」は同社の登録商標)と、1.0質量%の重合開始剤「ITX」(DKSHジャパン社製)と、1.0質量%の重合開始剤「DAROCUR EDB」(BASF社製)と、0.1質量%の界面活性剤「KF-352」(信越化学工業株式会社製)と、19.0質量%の顔料分散液をステンレスビーカーに入れ、これを80℃のホットプレートで加熱しながら1時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過することにより活性線硬化型インクを得た。
5.0質量%のゲル化剤「ルナックBA」(ベヘニン酸、花王株式会社製、「ルナック」は同社の登録商標)と、29.9質量%の活性線重合性化合物(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート)と、23.0質量%の6EO変性トリメチロールプロパントリアクリレートと、15.0質量%の4EO変性ペンタエリスリトールテトラアクリレートと、6.0質量%の重合開始剤「DAROCUR TPO」(BASF社製、「DAROCUR」は同社の登録商標)と、1.0質量%の重合開始剤「ITX」(DKSHジャパン社製)と、1.0質量%の重合開始剤「DAROCUR EDB」(BASF社製)と、0.1質量%の界面活性剤「KF-352」(信越化学工業株式会社製)と、19.0質量%の顔料分散液をステンレスビーカーに入れ、これを80℃のホットプレートで加熱しながら1時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3μmメンブランフィルターで濾過することにより活性線硬化型インクを得た。
<評価>
得られた中間転写体1~28の表面層の親水性、耐水性(浸透性)およびそれを用いて画像形成した時の画像品質を、以下の方法で評価した。
得られた中間転写体1~28の表面層の親水性、耐水性(浸透性)およびそれを用いて画像形成した時の画像品質を、以下の方法で評価した。
(1)親水性
得られた中間転写体の表面層の純水接触角を測定して、親水性を評価した。接触角はJIS R 3257(1999年)に準じて20℃で測定した。そして、以下の基準で評価した。
◎:純水接触角20度未満
〇:純水接触角20度以上40度未満
△:純水接触角40度以上60度未満
×:純水接触角60度以上
△以上であれば、プレコート液が濡れ広がるため良好と判断した。
得られた中間転写体の表面層の純水接触角を測定して、親水性を評価した。接触角はJIS R 3257(1999年)に準じて20℃で測定した。そして、以下の基準で評価した。
◎:純水接触角20度未満
〇:純水接触角20度以上40度未満
△:純水接触角40度以上60度未満
×:純水接触角60度以上
△以上であれば、プレコート液が濡れ広がるため良好と判断した。
(2)耐水性(浸透性)
得られた中間転写体の表面層上に、上記調製したプレコート液を1g滴下し、25℃で30分間放置した。その後、中間転写体の表面層上のプレコート液を拭き取り、活性線硬化型インクの滴下前後での中間転写体の重量を測定した。中間転写体への浸透率は、下記式より算出した。
浸透率(%)=増加重量/滴下したプレコート液量(1g)×100
得られた中間転写体の表面層上に、上記調製したプレコート液を1g滴下し、25℃で30分間放置した。その後、中間転写体の表面層上のプレコート液を拭き取り、活性線硬化型インクの滴下前後での中間転写体の重量を測定した。中間転写体への浸透率は、下記式より算出した。
浸透率(%)=増加重量/滴下したプレコート液量(1g)×100
そして、以下の基準で評価した。
◎:浸透率が0%以上3%未満
○:浸透率が3%以上5%未満
△:浸透率が5%以上10%未満
×:浸透率が10%以上
△以上(浸透率が10%未満)であれば、中間転写体の劣化を抑制できるため良好と判断した。
◎:浸透率が0%以上3%未満
○:浸透率が3%以上5%未満
△:浸透率が5%以上10%未満
×:浸透率が10%以上
△以上(浸透率が10%未満)であれば、中間転写体の劣化を抑制できるため良好と判断した。
(3)画像品質
得られた中間転写体に対し、乾燥後の膜厚が1μmとなるようにグラビアロールコーターを用いて上記プレコート液を付与し、80℃の熱風を用いて10分間乾燥させた。
そして、画像形成装置に、各記録媒体を600mm/sで搬送し、10枚の30cm×30cmのベタ画および10%濃度のシアンのハーフトーン像をコート紙(OKトップコート、128g/m2、王子製紙株式会社製)および普通紙(レザック66、305g/m2、特種東海製紙株式会社製)に形成し、ハーフトーン像が上記コート紙および普通紙に転写しているか目視にて判定した。
◎:転写率が98%以上
○:転写率が95%以上98%未満
△:転写率が90%以上95%未満
×:転写率が90%未満
△以上であれば良好と判断した。
得られた中間転写体に対し、乾燥後の膜厚が1μmとなるようにグラビアロールコーターを用いて上記プレコート液を付与し、80℃の熱風を用いて10分間乾燥させた。
そして、画像形成装置に、各記録媒体を600mm/sで搬送し、10枚の30cm×30cmのベタ画および10%濃度のシアンのハーフトーン像をコート紙(OKトップコート、128g/m2、王子製紙株式会社製)および普通紙(レザック66、305g/m2、特種東海製紙株式会社製)に形成し、ハーフトーン像が上記コート紙および普通紙に転写しているか目視にて判定した。
◎:転写率が98%以上
○:転写率が95%以上98%未満
△:転写率が90%以上95%未満
×:転写率が90%未満
△以上であれば良好と判断した。
中間転写体1~28の評価結果を表2に示す。
表2に示されるように、表面層が所定の平均粒子径の粒子を含む中間転写体3~27は、いずれも良好な親水性と耐水性とを有することがわかる。また、画像品質も良好であることがわかる。
また、粒子として樹脂粒子を用いることで、画像品質がさらに向上することがわかる(中間転写体3~6と7~27との対比)。
また、樹脂粒子として、親水性樹脂粒子の割合を適度に多くすることで、画像品質が向上することがわかる(中間転写体18および23~25の対比)。これは、親水性樹脂により親水性が高まりプレコート液の転写体上での濡れ広がりが向上するためと推測される。また、親水性樹脂粒子の割合を多くしすぎないようにすることで、疎水性樹脂粒子の分散性の低下やそれによる親水性の低下を抑制しうることがわかる(中間転写体18および21~23の対比)。
また、粒子の含有量を適度に多くすることで、耐水性がさらに向上することがわかる(中間転写体16~20の対比)。
これに対し、表面層が粒子を含まない中間転写体1、および表面層が平均粒子径が0.03μmよりも小さい粒子を含む中間転写体2は、いずれも耐水性が低く、画像品質も劣ることがわかる。また、平均粒子径が1μmを超える粒子を含む中間転写体は、表面の凹凸が大きくなりプレコート液の濡れ広がりにむらが出るため画像品質が劣化する。また、硬度が高くなるため、転写時のメディアへの追従性が悪くなるため転写ムラが生じ、画像品質が劣ることがわかる。
本発明の中間転写体は、プレコート液などに含まれる液体成分の浸透を抑制しつつ、良好な濡れ性を有する。そのため、高品質の画像を形成可能であり、インクジェット法による中間転写方式の画像形成方法に適している。
100 画像形成装置
110 中間転写体
120 プレコート液付与部
121 ロールコーター
122 スクレーパー
130 インク付与部
131 中間画像形成部
140 転写部
141 加圧部
150、151、152 支持ローラ
160 搬送路
170 硬化部
180 クリーニング部
S 記録媒体
110 中間転写体
120 プレコート液付与部
121 ロールコーター
122 スクレーパー
130 インク付与部
131 中間画像形成部
140 転写部
141 加圧部
150、151、152 支持ローラ
160 搬送路
170 硬化部
180 クリーニング部
S 記録媒体
Claims (11)
- 基材層と、前記基材層上に配置された表面層とを有する、インクジェット画像形成装置に用いられる中間転写体であって、
前記表面層は、親水性のマトリクス樹脂と、平均粒子径が0.03~1.0μmである粒子とを含む、
中間転写体。 - 前記粒子は、樹脂粒子である、
請求項1に記載の中間転写体。 - 前記樹脂粒子は、親水性樹脂を含む粒子と、疎水性樹脂を含む粒子とを含む、
請求項2に記載の中間転写体。 - 前記親水性樹脂を含む粒子と前記疎水性樹脂を含む粒子の質量比は、前記親水性樹脂を含む粒子/前記疎水性樹脂を含む粒子=5/5~9/1である、
請求項3に記載の中間転写体。 - 前記粒子の含有量は、前記親水性のマトリクス樹脂に対して1~30質量%である、
請求項1~4のいずれか一項に記載の中間転写体。 - 前記親水性のマトリクス樹脂は、親水性シリコーン樹脂またはアクリル系樹脂を含む、
請求項1~5のいずれか一項に記載の中間転写体。 - 前記基材層と前記表面層との間に配置された弾性層をさらに含む、
請求項1~6のいずれか一項に記載の中間転写体。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載の中間転写体と、
前記中間転写体の表面層にプレコート液を付与するプレコート液付与部と、
前記プレコート液が付与された面にインクジェット用のインクを付与するインク付与部と、
前記付与された前記インクを記録媒体に転写する転写部と、
を有する、
画像形成装置。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載の中間転写体の表面層上にプレコート液を付与する工程と、
前記中間転写体の前記プレコート液が付与された面にインクジェット用のインクを付与する工程と、
前記付与された前記インクを記録媒体に転写する工程と、
を有する、
画像形成方法。 - 前記プレコート液は、水系プレコート液である、
請求項9に記載の画像形成方法。 - 前記インクは、活性線硬化型インクである、
請求項9または10に記載の画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021047415A JP2022146451A (ja) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 中間転写体、画像形成装置および画像形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022146451A true JP2022146451A (ja) | 2022-10-05 |
Family
ID=83461484
Family Applications (1)
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JP2021047415A Pending JP2022146451A (ja) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | 中間転写体、画像形成装置および画像形成方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022146451A (ja) |
-
2021
- 2021-03-22 JP JP2021047415A patent/JP2022146451A/ja active Pending
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