JP4075444B2

JP4075444B2 - Inkjet recording apparatus and recording method

Info

Publication number: JP4075444B2
Application number: JP2002122166A
Authority: JP
Inventors: 渉石川
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-04-24
Also published as: JP2003311945A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク吸収性のない被記録体を含めたあらゆる被記録体への記録に適した、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット記録用インク組成物としては、水溶性液体インク組成物が広く使われている。また、室温で固体のワックス等を素材としたホットメルト型インク組成物を用いて、加熱等により液化し、何らかのエネルギーを加えて噴射させ、被記録体（記録媒体ともいう）上に付着しつつ冷却固化し記録ドットを形成するホットメルト型インクジェット記録方式も提案されている。
【０００３】
ホットメルト型のインクは室温で固体状であるため取扱い時に他を汚さないし、また、溶融時のインクの蒸発量を最小限にできるためノズルの目詰まりがない。更に、被記録体に付着後直ちに固化するため「にじみ」もなく、和紙から画用紙、葉書、プラスチックシートといったさまざまな記録媒体を前処理等なしで用いることができる等の利点がある。例えば米国特許第４，３９１，３６９号公報、同第４，４８４，９４８号公報には、紙質に関係なく良好な印刷品質を提供できるインク組成物の発明が記述されている。
【０００４】
又、特開昭５６−９３７７６号公報においては、金属面に接着性の良い紫外線硬化樹脂型インキ組成物か開示されており、更に、紫外線を露光することによって硬化するインクジェット記録用インクは、米国特許第４，２２８，４３８号公報に開示されている。この種のインクは、エポキシ変性アクリル樹脂およびウレタン変性アクリル樹脂をバインダーとして使用し、かつ５ミクロン以下の粒子径の顔料を着色成分としたインクである。又、特開昭５８−３２６７４号公報に開示されているカチオン重合性のエポキシ樹脂をバインダーに用いたインク、特開平５−１８６７２５号公報に記載されている様に、水溶性または非水溶性染料を使用したものがあり、普通紙、再生紙への印字を容易にしたものが開示されている。
【０００５】
上記のように、インクジェット専用紙等を使用せず、各種プラスチックシートをはじめ種々の記録媒体に写真画質水準の高精細印字が可能なインクジェット記録方法が望まれている。しかし、十分な性能を有するインクジェット記録方法は未だ完成されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記水系インクを印刷に用いた場合、インク吸収性のない被記録体に対しては印刷が困難で、専用紙を使用する場合にも大型のインク乾燥装置が必要である。また、にじみの問題から高精細印刷は困難で解像度に限界があるため用途が限られる。
【０００７】
ワックスを用いたホットメルトタイプのインクはインク吸収性のない被記録体に対しても印刷は可能で、しかも、高速印刷が可能であるが、耐擦性が非常に低く印刷後の信頼性を得るのが難しく、また、平滑性にも劣る。
【０００８】
一方、有機顔料を着色剤として用いたインクジェット記録方式は、特に耐候性の点で染料を用いたインクジェット記録方式に比べて多くの利点があるので、ＯＡ機器、一般家庭用プリンタ、ファクシミリ等オフィスプリンタにとどまらず室内外用ポスター、大型看板、車、ガラス、エレベータ、壁および建物の装飾、さらには布へのプリントなどへ応用が期待されている。
【０００９】
又、紫外線等の光でインクを硬化させる方式は、インク吸収性のない被記録体に対しても印刷が可能である。しかし、顔料を使用した、特に、水及び有機溶媒を実質的に含まず、且、紫外線等の光でインクを硬化させるインクジェット記録方式においては、本発明が目指すようなドット径がコントロールされた高精細印字の前例は無い。高精細印刷においては、形成されるドット径が小さくコントロールされていることが重要である。吸収性の高いインクジェット専用紙を使用する場合には、形成されるドット径はインク液滴量のみで調整可能であるが、インク吸収性のない被記録体に対してインクジェットを用いて印刷する場合には、インク液滴量だけでドット径をコントロールすることは難しく、特に、小液滴から形成されるドット径をコントロールすることは難しい。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題をすべて解決する画期的なインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１１】
即ち、インクヘッドの目詰まり性・にじみ耐性・印刷後の安定性（画像耐久性など）等に優れ、かつ、ドット径のコントロールされた高精細印字が可能な、あらゆる記録材料に安定して高精細な画像を印字できる、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明の目的は下記構成のいずれかを採ることにより達成される。
【００１３】
〔１〕少なくとも一種の光重合性化合物及び色剤を含有してなるインクを、ノズルの開口より被記録体上に噴射した後、紫外線を照射し画像を形成するインクジェツト記録装置において、該インクは３０℃における粘度が２〜５００ｍＰａ・ｓの液体であり、該ノズルを有するヘッド部にヒーターが設置されており、かつ、単位時間あたりのインクの総吐出回数が大きくなるにしたがって、該ヒーターを作動させる時間を短くするように、制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１５】
〔２〕画像データに応じてインクが吐出される前に、該画像データから算出される単位時間あたりのインクの総吐出回数に応じて、ヒーターを制御することを特徴とする〔１〕記載のインクジェット記録装置。
【００１６】
〔３〕〔１〕又は〔２〕記載のインクジェット記録装置において、圧力発生室のインクチャンネル同士の隔壁が圧電素子からなることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１７】
〔４〕〔１〕〜〔３〕のいずれか１項記載のインクジェット記録装置において、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓのインクからなることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１８】
〔５〕〔１〕〜〔４〕のいずれか１項記載のインクジェット記録装置において、１ドットあたりの射出量が２〜２０ｐｌであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１９】
〔６〕〔１〕〜〔５〕のいずれか１項記載のインクジェット記録装置において、被記録体上に形成されるドット径が５０〜２００μｍであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００２２】
〔７〕〔１〕〜〔６〕のいずれか１項記載のインクジェット記録装置を用い画像形成することを特徴とするインクジェット記録方法。
【００２３】
〔８〕〔１〕〜〔６〕のいずれか１項記載のインクジェット記録装置にインク吸収性のない被記録体を用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
【００２４】
【発明の実施の形態】
〔インク加熱、ヘッド温調〕
本発明の記録方法では、ヘッド部に加温用ヒーターを設置する。上記インクを該ヒーターにより４０〜１５０℃に加熱し、インク粘度を下げて射出することが射出安定性の点で好ましい。更に好ましくは４０℃〜１００℃である。４０℃未満及び１５０℃を超える場合は素材選定が困難になる。照射線硬化型インクは、この温度においても、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。
【００２５】
粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度を出来るだけ一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度±５℃、好ましくは設定温度±２℃、更に好ましくは設定温度±１℃である。記録装置にはインク温度の安定化手段を備えるが、一定温度にする部位はインクタンク（中間タンクがある場合は中間タンク）、からノズル射出面までの配管系であり、部材の全てにヒーターを設置してもよい。温度コントロールのため、温度センサーを各配管部位に複数設け環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体、外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断もしくは断熱されていることが好ましい。加熱に要するプリンター立上げ時間を短縮するため、また熱エネルギーのロスを低減するために他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
【００２６】
本発明では、ヘッド部に設置したヒーターを上記のインク温度に応じてコントロールすることとは別に、インクの単位時間あたりの総吐出回数に応じて該ヒーターを制御する。ここで言う単位時間あたりとは、１０秒〜０．１秒のことであり、好ましくは１秒〜０．１秒である。総吐出回数とは、該単位時間あたりに射出されるヘッドあたりの吐出回数である。コントロールの方法は、総吐出回数が大きくなるにしたがって、該ヒーターを作動させる時間を短くすることが好ましい。具体的には、吐出前にすでに作動している該ヒーターを総吐出回数に応じて、作動させない時間が増すようにコントロールする。また、形成される画像データに応じてインクが吐出される前に、該画像データから算出される単位時間あたりのインクの総吐出回数に応じて該ヒーターを制御することが好ましい。ここで言う吐出前とは、吐出の１０秒〜０．１秒前にヒーターをコントロールすることである。
【００２７】
〔インクジェット記録装置〕
図１は、本発明によるインクジェット記録装置の一態様例であり、その記録ヘッドの構成断面図である。図中、１は基板、２は圧電素子、３は流路板、３ａはインク流路、４は共通液室構成部材、４ａは共通液室、５はインク供給パイプ、６はノズルプレート、６ａはノズル、７は駆動用回路プリント板（ＰＣＢ）、８はリード線、９は駆動電極、１１は保護板、１２は流体抵抗、１６はヒータ、１７はヒータ電源、１８は伝熱部材、１９は記録ヘッドである。
【００２８】
尚、図２は記録ヘッドの分解構成図である。
流路板３上には伝熱部材１８を介してヒータ１６がそれぞれ接着されている。伝熱部材１８はノズル面にまわり込んで設けられている。伝熱部材１８はヒータ１６からの熱を効率良く流路板３に伝え、かつ、ヒータ１６からの熱をノズル面近傍に運びノズル面近傍の空気を温めることを目的としており、したがって、熱伝導率の良い材料が用いられる。例えば、アルミニウム，鉄，ニッケル，銅，ステンレス等の金属、あるいは、ＳｉＣ，ＢｅＯ，ＡｌＮ等のセラミックス等が好ましい材料としてあげられる。
【００２９】
圧電素子を駆動すると、流路の長手方向に垂直な方向に変位し、流路の容積が変化し、その容積変化によりノズルからインク液滴となって噴射する。圧電素子には常時流路容積が縮小するように保持する信号を与え、選択された流路に対して流路容積を増大する向きに変位させた後、再び流路の容積が縮小する変位を与えるパルス信号を印加することにより、流路と対応するノズルよりインクがインク液滴となって噴射する。
【００３０】
図３は、インクがインク液滴となって噴射する様子を説明するための図で、図３（ａ）はヘッド部の断面図、図３（ｂ）はノズルプレートの平面図である。図中、２０は被記録体、２１はインク滴、２２ａ〜２２ｊはノズル、２３はプラテンである。ノズル２２より噴射したインク滴２１は被記録体２０方向に飛翔して付着する。
【００３１】
〔射出量〕
１ドットあたりの射出量が２０〜２ｐｌが好ましい。より好ましくは１０ｐｌ以下、更に好ましくは１０ｐｌ以下〜４ｐｌ以上である。２０ｐｌを超えると高精細印字が難しく、また、２ｐｌ未満では形成される画像の濃度が低くなってしまう。
【００３２】
〔ドット径〕
被記録体上に形成されるドット径は５０〜２００μｍが好ましい。より好ましくは５０〜１５０μｍ、更に好ましくは５５〜１２０μｍである。５０μｍ未満では形成される画像の濃度が低くなってしまい、また、２００μｍを超えると高精細印字が難しい。ドット径は、液滴量だけでのコントロールでは高精細画像を得ることが難しく、インク液滴量に加え、インク粘度と紫外線強度及び照射タイミングを調整することが好ましく、それにより本発明のようなドット径のコントロールができ、高精彩印字が可能となる。
【００３３】
〔照射線源〕
紫外線線源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーランプ、紫外線レーザー、ＬＥＤなどを用いることが出来る。
【００３４】
基本的な照射方法は、特開昭６０−１３２７６７号公報に開示されている。これによると、ヘッドユニットの両側に光源を設け、シャトル方式でヘッドと光源を走査する。照射は、インク着弾後、一定時間を置いて行われることになる。更に、駆動を伴わない別光源によって硬化を完了させる。ＷＯ９９５４４１５号では、照射方法として、光ファイバーを用いた方法や、コリメートされた光源をヘッドユニット側面に設けた鏡面に当て、記録部へＵＶ光を照射する方法が開示されている。本発明の記録方法においては、これらの照射方法を用いることが可能である。
【００３５】
具体的には、帯状のメタルハライドランプ管、紫外線ランプ管が好ましい。線源は、実質的に記録装置に固定化し、稼動部を無くすことで、安価な構成とすることが可能である。
【００３６】
照射は、各色が印字毎に行われることが好ましく、つまり、何れの露光方式でも線源は２種用意し、第２の線源によって、硬化を完了させることが好ましい形態である。これは、２色目の着弾インクの濡れ性、インク間の接着性を得ることと、線源を安価に組むことに寄与する。
【００３７】
尚、第１の線源と、第２の光源とは、露光波長または露光照度を変えることが好ましい。第一照射エネルギーを第二の照射エネルギーより小さく、即ち第一の照射エネルギーを照射エネルギー総量の１〜２０％、好ましくは１〜１０％、更に好ましくは１〜５％とする。照度を変えた照射を行うことで、硬化後の分子量分布が好ましいものとなる。即ち、一度に高照度の照射を行ってしまうと、重合率は高められるものの、重合したポリマーの分子量は小さく、強度が得られない。照度を変えることで、インクジェットインクのように極端に粘度の低い組成では、顕著な効果が得られる。
【００３８】
又、第一の照射は、第二のより長波長とすることで、第一の照射では、インクの表層を硬化させて、インクの滲みを抑えられ、第二の照射では照射線が届き難い記録媒体近傍のインクを硬化させ、密着性を改善することが出来る。インク内部の硬化促進のためにも、第二の照射線波長は長波長であることが好ましい。
【００３９】
〔照射タイミング〕
本発明における記録方法においては、後記インクを用い、一定温度にインクを加温するとともに、着弾から照射までの時間を０．０１〜０．５秒、好ましくは０．０１〜０．３秒、更に好ましくは０．０１〜０．１５秒後に放射線を照射することにある。このように着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、着弾インクが硬化前に滲むことを防止するこが可能となる。また、多孔質な記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することが出来る為、未反応モノマーの残留を抑えられ、臭気を低減出来る。
【００４０】
このような記録方法を取ることで、表面の濡れ性が異なる様々な記録媒体に対しても、着弾したインクのドット径を一定に保つことが出来、画質が向上する。なお、カラー画像を得るためには、明度の低い色から順に重ねていくことが好ましい。明度の低いインクを重ねると、下部のインクまで照射線が到達しにくく、硬化感度の阻害、残留モノマーの増加および臭気の発生、密着性の劣化が生じやすい。また、照射は、全色を射出してまとめて露光することが可能だが、１色毎に露光するほうが、硬化促進の観点で好ましい。
【００４１】
〔インク吸収性のない記録媒体〕
本発明におけるインク吸収性のない記録体ないしインク吸収性の低い記録体（あるいは、インク非吸収性記録体）とは、インク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいは、インク非吸収性材料）からなる記録媒体、あるいは、インク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいは、インク非吸収性材料）からなる表面層（印字層）を有する記録媒体であり、インク吸収性のない材料ないしインク吸収性の低い材料（あるいは、インク非吸収性材料）は、例えば、各種のプラスチックや金属である。
【００４２】
〔水及び有機溶媒〕
本発明のインクは、実質的に水及び有機溶媒を含有しないことが望ましい。実質的に含有しないとは、水及び有機溶媒の含有量が１質量％未満である。また、ここで言う有機溶媒の例を以下に示す。
【００４３】
有機溶剤の例としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの高沸点低揮発性の多価アルコールが挙げられる。また、これらのモノエーテル化物、ジエーテル化物およびエステル化物、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジエチレングコールモノブチルエーテルなどが挙げられる。さらに、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類、メチルカルビトール、エチルカルビトールなどのカルビトール類、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリンなどのモルホリン類、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのピロリドン類などが挙げれる。さらにまた、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどの高揮発性の一価アルコールも挙げられる。
【００４４】
更には、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド、エチレングリコールエーテル類、エチレングリコールアセテート類、プロピレングリコールエーテル類、プロピレングリコールアセテート類等である。
【００４５】
〔インクの粘度〕
本発明におけるインクは、３０℃での粘度が２〜５００ｍＰａ・ｓの液体である。好ましくは、１０〜５００ｍＰａ・ｓが好ましい。２ｍＰａ・ｓ未満では滲みが劣化、また、５００ｍＰａ・ｓを越えると、画質の平滑性が失われる。また、該インクは、６０℃で３〜３０ｍＰａ・ｓの液体であることが好ましく、より好ましくは、３〜２０ｍＰａ・ｓである。３ｍＰａ・ｓ以下では、高速射出に不具合を生じ、また、５００ｍＰａ・ｓ以上では、射出性が劣化する。
【００４６】
〔光重合性化合物、光重合開始剤〕
光重合性化合物は、ラジカル重合性化合物、例えば特開平７−１５９９８３号、特公平７−３１３９９号、特開平８−２２４９８２号、特開平１０−８６３号の各公報に記載されている光重合性組成物を用いた光硬化型材料と、カチオン重合系の光硬化性樹脂が知られており、最近では可視光以上の長波長域に増感された光カチオン重合系の光硬化性樹脂も例えば、特開平６−４３６３３号公報、特開平８−３２４１３７公報等に公開されている。
【００４７】
ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物であり、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも１つ有する化合物であればどの様なものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学形態をもつものが含まれる。ラジカル重合性化合物は１種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で２種以上を併用してもよい。
【００４８】
ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エステル、ウレタン、アミドや無水物、アクリロニトリル、スチレン、さらに種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等のラジカル重合性化合物が挙げられる。具体的には、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、カルビトールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ビス（４−アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エポキシアクリレート等のアクリル酸誘導体、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、２，２−ビス（４−メタクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン等のメタクリル誘導体、その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられ、さらに具体的には、山下晋三編、「架橋剤ハンドブック」、（１９８１年大成社）；加藤清視編、「ＵＶ・ＥＢ硬化ハンドブック（原料編）」（１９８５年、高分子刊行会）；ラドテック研究会編、「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」、７９頁、（１９８９年、シーエムシー）；滝山栄一郎著、「ポリエステル樹脂ハンドブック」、（１９８８年、日刊工業新聞社）等に記載の市販品もしくは業界で公知のラジカル重合性ないし架橋性のモノマー、オリゴマー及びポリマーを用いることができる。上記ラジカル重合性化合物の添加量は好ましくは１〜９７質量％であり、より好ましくは３０〜９５質量％である。
【００４９】
ラジカル重合開始剤としては、特公昭５９−１２８１号、特公昭６１−９６２１号、及び特開昭６０−６０１０４号等の各公報記載のトリアジン誘導体、特開昭５９−１５０４号及び特開昭６１−２４３８０７号等の各公報に記載の有機過酸化物、特公昭４３−２３６８４号、特公昭４４−６４１３号、特公昭４４−６４１３号及び特公昭４７−１６０４号等の各公報並びに米国特許第３，５６７，４５３号明細書に記載のジアゾニウム化合物、米国特許第２，８４８，３２８号、同第２，８５２，３７９号及び同２，９４０，８５３号各明細書に記載の有機アジド化合物、特公昭３６−２２０６２号、特公昭３７−１３１０９号、特公昭３８−１８０１５号、特公昭４５−９６１０号等の各公報に記載のオルト−キノンジアジド類、特公昭５５−３９１６２号、特開昭５９−１４０２３号等の各公報及び「マクロモレキュルス（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）、第１０巻、第１３０７頁（１９７７年）に記載の各種オニウム化合物、特開昭５９−１４２２０５号公報に記載のアゾ化合物、特開平１−５４４４０号公報、ヨーロッパ特許第１０９，８５１号、ヨーロッパ特許第１２６，７１２号等の各明細書、「ジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス」（Ｊ．Ｉｍａｇ．Ｓｃｉ．）」、第３０巻、第１７４頁（１９８６年）に記載の金属アレン錯体、特願平４−５６８３１号明細書及び特願平４−８９５３５号明細書に記載の（オキソ）スルホニウム有機ホウ素錯体、特開昭６１−１５１１９７号公報に記載のチタノセン類、「コーディネーション・ケミストリー・レビュー（ＣｏｏｒｄｉｎａｎｔｉｏｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｖｉｅｗ）」、第８４巻、第８５・第２７７頁（１９８８年）及び特開平２−１８２７０１号公報に記載のルテニウム等の遷移金属を含有する遷移金属錯体、特開平３−２０９４７７号公報に記載の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体、四臭化炭素や特開昭５９−１０７３４４号公報記載の有機ハロゲン化合物等が挙げられる。これらの重合開始剤はラジカル重合可能なエチレン不飽和結合を有する化合物１００質量部に対して０．０１から１０質量部の範囲で含有されるのが好ましい。
【００５０】
カチオン重合系光硬化樹脂としては、カチオン重合により高分子化の起こるタイプ（主にエポキシタイプ）のエポキシタイプの紫外線硬化性プレポリマー、モノマーは、１分子内にエポキシ基を２個以上含有するプレポリマーを挙げることができる。このようなプレポリマーとしては、例えば、脂環式ポリエポキシド類、多塩基酸のポリグリシジルエステル類、多価アルコールのポリグリシジルエーテル類、ポリオキシアルキレングリコールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類の水素添加化合物類、ウレタンポリエポキシ化合物類およびエポキシ化ポリブタジエン類等を挙げることができる。これらのプレポリマーは、その一種を単独で使用することもできるし、また、その二種以上を混合して使用することもできる。
【００５１】
カチオン重合性組成物中に含有されるカチオン重合性化合物としては、他に例えば下記の（１）スチレン誘導体、（２）ビニルナフタレン誘導体、（３）ビニルエーテル類及び（４）Ｎ−ビニル化合物類を挙げることができる。
（１）スチレン誘導体
例えば、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、β−メチルスチレン、ｐ−メチル−β−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシ−β−メチルスチレン等である。
（２）ビニルナフタレン誘導体
例えば、１−ビニルナフタレン、α−メチル−１−ビニルナフタレン、β−メチル−１−ビニルナフタレン、４−メチル−１−ビニルナフタレン、４−メトキシ−１−ビニルナフタレン等である。
（３）ビニルエーテル類
例えば、イソブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ｐ−メチルフェニルビニルエーテル、ｐ−メトキシフェニルビニルエーテル、α−メチルフェニルビニルエーテル、β−メチルイソブチルビニルエーテル、β−クロロイソブチルビニルエーテル等である。
（４）Ｎ−ビニル化合物類
例えばＮ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルフェノチアジン、Ｎ−ビニルアセトアニリド、Ｎ−ビニルエチルアセトアミド、Ｎ−ビニルスクシンイミド、Ｎ−ビニルフタルイミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルイミダゾール等である。
【００５２】
上記カチオン重合性化合物のカチオン重合性組成物中の含有量は１〜９７質量％が好ましくは、より好ましくは３０〜９５質量％である。
【００５３】
カチオン重合系光硬化樹脂の開始剤としては、芳香族オニウム塩を挙げることができる。この芳香族オニウム塩として、周期表第Ｖａ族元素の塩たとえばホスホニウム塩（たとえばヘキサフルオロリン酸トリフェニルフェナシルホスホニウムなど）、第VIａ族元素の塩たとえばスルホニウム塩（たとえばテトラフルオロホウ酸トリフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロリン酸トリフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロリン酸トリス（４−チオメトキシフェニル）、スルホニウムおよびヘキシサフルオロアンチモン酸トリフェニルスルホニウムなど）、および第VIIａ族元素の塩たとえばヨードニウム塩（たとえば塩化ジフェニルヨードニウムなど）を挙げることができる。
【００５４】
このような芳香族オニウム塩をエポキシ化合物の重合におけるカチオン重合開始剤として使用することは、米国特許第４，０５８，４０１号、同第４，０６９，０５５号、同第４，１０１，５１３号および同第４，１６１，４７８号公報に詳述されている。
【００５５】
好ましいカチオン重合開始剤としては、第VIａ族元素のスルホニウム塩が挙げられる。その中でも、紫外線硬化性と紫外線硬化性の組成物の貯蔵安定性の観点からすると、ヘキサフルオロアンチモン酸トリアリールスホニウムが好ましい。またフォトポリマーハンドブック（フォトポリマー懇話会編工業調査会発行１９８９年）の３９〜５６頁に記載の公知の光重合開始剤、特開昭６４−１３１４２号、特開平２−４８０４号の各公報に記載されている化合物を任意に用いることが可能である。
【００５６】
〔色剤〕
本発明のインク組成物における色剤としては、従来から知られている染料および顔料が使用できる。本発明における色剤としては、顔料がより好ましい。
【００５７】
水溶性染料として、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック−２、−４、−９、−１１、−１７、−１９、−２２、−３２、−８０、−１５１、−１５４、−１６８、−１７１、−１９４；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー−１、−２、−６、−８、−２２、−３４、−７０、−７１、−７６、−７８、−８６、−１１２、−１４２、−１６５、−１９９、−２００、−２０１、−２０２、−２０３、−２０７、−２１８、−２３６、−２８７；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド−１、−２、−４、−８、−９、−１１、−１３、−１５、−２０、−２８、−３１、−３３、−３７、−３９、−５１、−５９、−６２、−６３、−７３、−７５、−８０、−８１、−８３、−８７、−９０、−９４、−９５、−９９、−１０１、−１１０、−１８９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー−１、−２、−４、−８、−１１、−１２、−２６、−２７、−２８、−３３、−３４、−４１、−４４、−４８、−５８、−８６、−８７、−８８、−１３５、−１４２、−１４４；Ｃ．Ｉ．フードブラック−１、−２；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック−１、−２、−７、−１６、−２４、−２６、−２８、−３１、−４８、−５２、−６３、−１０７、−１１２、−１１８、−１１９、−１２１、−１５６、−１７２、−１９４、−２０８；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー−１、−７、−９、−１５、−２２、−２３、−２７、−２９、−４０、−４３、−５５、−５９、−６２、−７８、−８０、−８１、−８３、−９０、−１０２、−１０４、−１１１、−１８５、−２４９、−２５４；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド−１、−４、−８、−１３、−１４、−１５、−１８、−２１、−２６、−３５、−３７、−１１０、−１４４、−１８０、−２４９、−２５７；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー−１、−３、−４、−７、−１１、−１２、−１３、−１４、−１８、−１９、−２３、−２５、−３４、−３８、−４１、−４２、−４４、−５３、−５５、−６１、−７１、−７６、−７８、−７９、−１２２等があげられる。
【００５８】
油溶性染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノイミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペリノン染料、フタロシアニン染料等があげられるが、これらに限られるものではない。
【００５９】
水に不溶性染料および顔料としては、特に限定されるものではないが、有機顔料、無機顔料、着色ポリマー粒子、水不溶性染料、分散染料、油溶性染料等があげられる。黒色顔料としては、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のカーボンブラック顔料等があげられ、例えば、Ｒａｖｅｎ７０００、Ｒａｖｅｎ５７５０、Ｒａｖｅｎ５２５０、Ｒａｖｅｎ５０００ＵＬＴＲＡ II、Ｒａｖｅｎ３５００、Ｒａｖｅｎ２０００、Ｒａｖｅｎ１５００、Ｒａｖｅｎ１２５０、Ｒａｖｅｎ１２００、Ｒａｖｅｎ１１９０ＵＬＴＲＡ II、Ｒａｖｅｎ１１７０、Ｒａｖｅｎ１２５５、Ｒａｖｅｎ１０８０、Ｒａｖｅｎ１０６０（以上、コロンビアン・カーボン社製）、Ｒｅｇａｌ４００Ｒ、Ｒｅｇａｌ３３０Ｒ、Ｒｅｇａｌ６６０Ｒ、ＭｏｇｕｌＬ、ＢｌａｃｋＰｅａｒｌｓＬ、Ｍｏｎａｒｃｈ７００、Ｍｏｎａｒｃｈ８００、Ｍｏｎａｒｃｈ、８８０、Ｍｏｎａｒｃｈ９００、Ｍｏｎａｒｃｈ１０００、Ｍｏｎａｒｃｈ１１００、Ｍｏｎａｒｃｈ１３００、Ｍｏｎａｒｃｈ１４００（以上キャボット社製）、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２００、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１５０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１６０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１７０、Ｐｒｉｔｅｘ３５、ＰｒｉｔｅｘＵ、ＰｒｉｔｅｘＶｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４（以上、デグッサ社製）、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．９００、Ｎｏ．２３００、ＭＣＦ−８８、ＭＡ６００、ＭＡ７，ＭＡ８、ＭＡ１００（以上、三菱化学社製）等を使用することができる。
【００６０】
又、マグネタイト、フェライト等の磁性体微粒子、チタンブラック等を黒色顔料として用いることもできる。
【００６１】
シアン色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−１５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−１５：３４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−１６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー−６０等があげられる。
【００６２】
マゼンタ色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−４８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−５７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−１１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−１４６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド−２０２等があげられる。
【００６３】
黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−７３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−７４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−７５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−８３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−９３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−９５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−９８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１１４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１２９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー−１５４等があげられる。
【００６４】
上記の黒色およびシアン、マゼンタ、イエローの３原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料、金、銀色等の金属光沢顔料、無色の体質顔料、プラスチックピグメント等を使用することもできる。また、上記以外に新たに合成した顔料を用いることもできる。さらに、これらの顔料は、表面処理されたものであってもよい。表面処理方法としては、例えば、アルコール、酸、塩基、シラン化合物等のカップリング剤による処理、ポリマーグラフト化処理、プラズマ処理等があげられる。本発明において使用する色材は、有機および無機不純物の含有量が少ないものが好ましい。一般に市販されている色材は不純物の含有量が多いので、その精製品を使用することが望ましい。本発明の上記固体インク組成物に用いられる色材は、インク質量に対し０．１〜３０質量％、好ましくは１〜１５質量％の範囲で使用される。
【００６５】
〔顔料分散、分散粒径〕
本発明に於いて、分散された顔料を用いることが好ましい。
【００６６】
顔料を分散するために使用される分散剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいは、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれた２種以上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を挙げることができる。
【００６７】
顔料の分散には、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等各種を用いることができる。また、遠心分離装置を使用して、あるいは、フィルターを使用して顔料分散体から粗粒分を除去することも好ましい。
【００６８】
本発明のインクに使用する顔料分散体の平均粒径は２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。
【００６９】
本発明のインクに使用する顔料分散体の添加量は、一般に０．５〜３０質量％の範囲にあるのが好ましく、より好ましくは１〜２０％の範囲である。
【００７０】
本発明のインクには、この他に、防腐剤、防黴剤、粘度調整剤等を必要に応じて含有させてもよい。
【００７１】
〔他の添加剤〕
本発明のインクへの添加剤として、反応希釈剤、充填剤、流動助剤、チキソトロピー剤、湿潤剤、消泡剤、可塑剤のような他の添加剤を含有することができる。又、耐光剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、重合禁止剤、腐食防止剤のような安定化剤又は、Ｓｉ系化合物、ワックス等を添加しても良い。
【００７２】
〔ｐＨ〕
本発明におけるインクのｐＨは、４〜１０であることが好ましい。更に、好ましくは、５〜９である。本発明の効果の理由については明瞭ではないが、顔料と光重合性化合物の相性が顔料の分散安定性に寄与していること考えられる。
【００７３】
〔表面張力〕
本発明のインクにおいては、インクの表面張力が、被記録材およびヘッドノズル部材に対する濡れ性を考慮して、２０〜６０ｍＮ／ｍの範囲にあることが必要であり、好ましくは２５〜５０ｍＮ／ｍの範囲に設定される。インクの表面張力が２５ｍＮ／ｍよりも低くなると、ノズルからインクが溢れだしやすくなり、また、６０ｍＮ／ｍよりも高くなると、乾燥時間が長くなる。
【００７４】
表面張力を調整するために、必要に応じて、界面活性剤を含有させてもよい。本発明のインクに好ましく使用される界面活性剤としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類、第４級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤が挙げられる。これらの中で特に、アニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤が好ましい。
【００７５】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこの実施例における形態に限定されるわけではない。
【００７６】
〔インク組成〕
下記のインク組成物を６０℃に、固形インクは１５０℃に加熱して混合攪拌した後、得られた液体を加熱下、フィルターでろ過し、冷却してインク組成物を得た。ただし、インク２は加熱せず混合を行い作製した。
【００７７】
（インク１）（比較用；固形インク）
色剤：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３＝５質量部（平均分散粒径；１００ｎｍ）
パラフィンワックス（日本精蝋社製、１５５）４５質量部
ベヘン酸（和光純薬社製）３０質量部
オレイン酸アミド（花王社製、脂肪酸アマイドＯＮ）２０質量部
（インク２）
シアン顔料分散物
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズ）５質量部
ステアリルアクリレート７５質量部
尚、分散条件は、各顔料粒子の平均粒径が０．２〜０．３μｍの範囲となるように、公知の分散装置を用いて、分散条件を適宜調整して行い、次いで加熱下でフィルター濾過を行って調製した。
【００７８】

（粘度が表の値になるように、添加量を調整）
重合開始剤：イルガキュア１８４（日本チバガイギー社製）２．５質量部、イルガキュア９０７（日本チバガイギー社製）２．５質量部を添加して調製した色インクを、絶対ろ過精度２μｍのフィルターにてろ過し、インク２とした。
【００７９】

（インク４）
シアン顔料分散物（平均分散粒径：１００ｎｍ）５質量部
光重合性化合物：１，６−ヘキサンジオールジアクリレート１５質量部
２−フェノキシエチルアクリレート２０質量部
ポリプロピレングリコールジアクリレート１０〜２０質量部
オクチルアクリレート１０〜２９質量部
（粘度が表の値になるように、添加量を調整）
重合開始剤：
イルガキュア１８４（日本チバガイギー社製）５質量部
２−フェノキシエタノール１質量部
〔インクジェット画像記録〕
次に、ピエゾ型インクジェットノズルを有する基本的に図１〜３の構成からなるインクジェット記録装置を用いて、記録媒体への記録を行った。インク供給系は、元タンク、供給配管、インクジェットヘッド直前のインク供給タンク、フィルター、ピエゾ型のインクジェットヘッドから成り、インク供給タンクからインクジェットヘッド部分までを断熱および加温を行った。温度センサーは、インク供給タンクおよびインクジェットヘッドにそれぞれ設け、設定温度±２℃となるよう温度制御を行った。またこの温度制御とは独立にヘッドの吐出回数に応じて、ヒーターを駆動させる電源をコントロールした。コントロールは、表にある単位時間あたりに吐出される回数に応じて、駆動しているヒーターを止める時間を表に示すようにした。また、そのとき、ヒーターを止めるタイミングはヘッドからインクが射出される時点を基準として、表に示すように設定した。
【００８０】
ピエゾ型のインクジェットヘッドは、２〜３０ｐｌのマルチサイズドットを７２０×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉとは、１インチ（２．５４ｃｍ）当たりのドット数を表す）の解像度で射出できるよう駆動した。着弾後はＵＶ光を露光面照度１〜１００ｍＷ／ｃｍ²と可変とし、照度を上げてドット径を小さく、また、照度を下げてドット径を大きくすることで、ドット径を調整した。
【００８１】
記録媒体上にインク着弾した後に照射が始まるよう露光系、主走査速度及び射出周波数を調整した。
【００８２】
上記調製した色インクを用い、環境温度２５℃にて、ＵＶ光を照射した。触診で粘着性が無くなる様、完全に硬化するエネルギーとして、１色あたりのトータル露光エネルギーが一律３００ｍＪ／ｃｍ²で露光した。記録媒体としては、ＰＥＴフィルムを使用した。
【００８３】
粘度
３０℃における粘度を回転粘度計（トキメック社製ＥＤＬモデル）を用いて測定した。
【００８４】
ヘッド設定温度
本発明のインクは、インク温度を表記載の温度で、比較試料固形インクは１５０℃で、比較試料ＵＶ硬化インクは２５℃に設定して、それぞれを印字した。
【００８５】
〔特性評価方法〕
１．連続射出性（滲み）
ピエゾ式インクジェットプリンターにて１００枚連続印字し、印字性を目視にて観察し判定した。
【００８６】
◎：ノズル欠の発生無く、印字性も良好なもの
○：ノズル欠は無いが、僅かに印字の乱れが生じるもの
△：ノズル欠は僅かにあり、印字に乱れがあるもの
×：ノズル欠が多発し、印字に乱れがあるもの
２．再射出性（インク目詰まり）
ピエゾ式インクジェットプリンターにて印字した後に、印字温度で６時間放置後再度印字を行い、目詰まり等を印字物の比較で確認した。
【００８７】
◎：目詰まりもなく印字性も良好なもの
○：僅かに抜けが観察できるもの
△：目詰まりがあるが簡単な復帰操作で印字可能なもの
×：印字が不能であるもの
３．画像耐久性
ピエゾ式インクジェットプリンターにて印字したベタ部に対して、スクラッチ強度試験機ＨＥＩＤＯＮ−１８（ＨＥＩＤＯＮ社製）を用い、測定針は０．８ｍｍＲのサファイヤ針を用いて測定した。測定は一定荷重で１０ｃｍの引掻き試験を３回行い、支持体まで傷が入った箇所が存在しない限度荷重を本発明のスクラッチ強度とし、以下の基準で判断した。
【００８８】
○・・・２００ｇ以上
△・・・２００ｇ未満で１００ｇ以上
×・・・１００ｇ未満
４．平滑性
ピエゾ式インクジェットプリンターにてベタ部（黒）を印字し、紫外線照射を行った後、インク膜厚を測定した。
【００８９】
◎：厚みが薄く良好なもの
○：厚みはあるが高精細印字に問題ないもの
△：厚み高精細印字にやや問題のあるもの
×：厚みが、使用不可レベルであるもの
５．印字品質
８ポイント文字を印字し文字のガサツキ、及び各色１ドットの形状をルーペで拡大評価した。
【００９０】
◎・・・ガサツキがなく、ドット形状が真円
○・・・僅かにガサツキが見えるが、ドット形状は真円
△・・・ガサツキが見え、ドット形状がやや乱れる（ギリギリ使えるレベル）
×・・・ガサツキが見え、ドット形状も悪い
また、印刷適性を持たせた表面処理済みの透明二軸延伸ポリプロピレンフィルム、軟質塩化ビニルシート、アルミ蒸着紙、ポリエチレンフィルム、ポリスチレンフィルムにおいても同様の結果が得られた。
【００９１】
【表１】

【００９２】
印加電圧を調整することで、液滴射出速度が５〜１０ｍ／ｓで、且、液滴量が表のようになるようにした。
３＊：インク３にメチルエチルケトンを１０質量％添加。
【００９３】
【表２】

【００９４】
本発明内の実施例１〜１７は何れの特性も良いのに対し、比較例１〜３は少なくとも何れかの特性に問題があることがわかる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明により、インクヘッドの目詰まり性・にじみ耐性・印刷後の安定性（画像耐久性など）等に優れ、かつ、ドット径のコントロールされた高精細印字が可能な、あらゆる記録材料に安定して高精細な画像を印字できる、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェット記録装置の一態様例を説明するための構成断面図。
【図２】記録ヘッドの分解構成図。
【図３】インクがインク液滴となって噴射する様子を説明するための図。
【符号の説明】
１基板
２圧電素子
３流路板
３ａインク流路
４共通液室構成部材
４ａ共通液室
５インク供給パイプ
６ノズルプレート
６ａノズル
７駆動用回路プリント板（ＰＣＢ）
８リード線
９駆動電極
１１保護板
１２流体抵抗
１６ヒータ
１７ヒータ電源
１８伝熱部材
１９記録ヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is suitable for recording on any recording medium including a recording medium that does not absorb ink. , The present invention relates to an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, water-soluble liquid ink compositions have been widely used as ink compositions for inkjet recording. In addition, using a hot melt ink composition made of a solid wax or the like at room temperature, it is liquefied by heating or the like, sprayed with some energy applied, and adhered to a recording medium (also called a recording medium). There has also been proposed a hot-melt ink jet recording method in which recording dots are formed by cooling and solidification.
[0003]
Hot-melt ink is solid at room temperature, so that it does not get dirty during handling, and the amount of ink evaporation at the time of melting can be minimized, so that nozzle clogging does not occur. Further, since the ink is solidified immediately after adhering to the recording medium, there is no “bleeding”, and various recording media such as Japanese paper, drawing paper, postcards, and plastic sheets can be used without pretreatment. For example, U.S. Pat. Nos. 4,391,369 and 4,484,948 describe inventions of ink compositions that can provide good print quality regardless of paper quality.
[0004]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 56-93776 discloses an ultraviolet curable resin-type ink composition having good adhesion to a metal surface. Further, an inkjet recording ink that is cured by exposure to ultraviolet rays is disclosed in the United States. This is disclosed in Japanese Patent No. 4,228,438. This type of ink uses an epoxy-modified acrylic resin and a urethane-modified acrylic resin as a binder, and uses a pigment having a particle diameter of 5 microns or less as a coloring component. Further, an ink using a cationic polymerizable epoxy resin disclosed in JP-A-58-32694 as a binder, and a water-soluble or water-insoluble dye as described in JP-A-5-186725. Have been disclosed, which have been made easier to print on plain paper and recycled paper.
[0005]
As described above, there is a demand for an ink jet recording method capable of performing high-definition printing of a photographic image quality level on various recording media including various plastic sheets without using ink jet dedicated paper. However, an inkjet recording method having sufficient performance has not yet been completed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When the water-based ink is used for printing, it is difficult to print on a recording medium that does not absorb ink, and a large-sized ink drying device is required even when dedicated paper is used. Also, because of the problem of blurring, high-definition printing is difficult and the resolution is limited, so the application is limited.
[0007]
Hot melt type ink using wax can be printed on a recording medium that does not absorb ink, and high-speed printing is possible, but it has very low abrasion resistance and has high reliability after printing. It is difficult to obtain and inferior in smoothness.
[0008]
On the other hand, the ink jet recording method using an organic pigment as a colorant has many advantages over the ink jet recording method using a dye, particularly in terms of weather resistance. Therefore, office printers such as OA equipment, general household printers, and facsimiles. It is expected to be applied not only to indoor and outdoor posters, large signs, cars, glass, elevators, wall and building decorations, and also prints on fabrics.
[0009]
In addition, the method of curing the ink with light such as ultraviolet rays can print even on a recording medium that does not absorb ink. However, particularly in an ink jet recording system that uses a pigment and is substantially free of water and an organic solvent and cures ink with light such as ultraviolet rays, the dot diameter is controlled as high as the present invention aims at. There is no precedent for fine printing. In high-definition printing, it is important that the formed dot diameter is controlled to be small. When using ink-dedicated paper with high absorbency, the dot diameter to be formed can be adjusted only by the amount of ink droplets, but when printing using inkjet on a recording medium that does not absorb ink Therefore, it is difficult to control the dot diameter only by the ink droplet amount, and in particular, it is difficult to control the dot diameter formed from small droplets.
[0010]
An object of the present invention is to provide an epoch-making ink jet recording method which solves all the above problems.
[0011]
In other words, the ink head has excellent clogging, bleeding resistance, post-printing stability (image durability, etc.), etc., and is capable of high-definition printing with controlled dot diameter. Can print fine images , An ink jet recording apparatus and an ink jet recording method are provided.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have achieved the object of the present invention by adopting one of the following configurations.
[0013]
[1] In an ink jet recording apparatus in which an ink containing at least one photopolymerizable compound and a colorant is ejected onto a recording medium from an opening of a nozzle and then irradiated with ultraviolet rays to form an image. Is a liquid having a viscosity of 2 to 500 mPa · s at 30 ° C., a heater is installed in the head portion having the nozzle, and As the total number of ink discharges per unit time increases, the time for operating the heater is shortened. An ink jet recording apparatus for controlling.
[0015]
[ 2 Before the ink is ejected according to the image data, the heater is controlled according to the total number of ink ejections per unit time calculated from the image data [1] 〕Record Inkjet recording apparatus.
[0016]
[ 3 ] [1] Or [2] The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a partition wall between the ink channels of the pressure generating chamber is made of a piezoelectric element.
[0017]
[ 4 ] [1]-[ 3 The ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 4, comprising an ink having a viscosity of 10 to 500 mPa · s at 30 ° C.
[0018]
[ 5 ] [1]-[ 4 The ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an ejection amount per dot is 2 to 20 pl.
[0019]
[ 6 ] [1]-[ 5 The ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the dot diameter formed on the recording medium is 50 to 200 μm.
[0022]
[ 7 An image is formed using the ink jet recording apparatus according to any one of [1] to [6].
[0023]
[ 8 An ink jet recording method comprising using a recording material having no ink absorbability in the ink jet recording apparatus according to any one of [1] to [6].
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Ink heating, head temperature control]
In the recording method of the present invention, a heating heater is installed in the head portion. It is preferable from the viewpoint of ejection stability that the ink is heated to 40 to 150 ° C. by the heater and ejected with a reduced ink viscosity. More preferably, it is 40 to 100 degreeC. When the temperature is lower than 40 ° C or higher than 150 ° C, the material selection becomes difficult. Even at this temperature, the radiation curable ink generally has a higher viscosity than that of the water-based ink.
[0025]
Viscosity fluctuations directly affect the droplet size and droplet ejection speed, causing image quality degradation, so it is necessary to keep the ink temperature as constant as possible. The control range of the ink temperature is set temperature ± 5 ° C., preferably set temperature ± 2 ° C., more preferably set temperature ± 1 ° C. The recording device is equipped with a means for stabilizing the ink temperature, but the part where the temperature is kept constant is the piping system from the ink tank (intermediate tank if there is an intermediate tank) to the nozzle ejection surface. May be installed. In order to control the temperature, it is preferable to provide a plurality of temperature sensors at each piping site and perform heating control according to the environmental temperature. Moreover, it is preferable that the head unit to be heated is thermally shielded or insulated so as not to be affected by temperature from the apparatus main body and outside air. In order to shorten the printer start-up time required for heating and reduce heat energy loss, it is preferable to insulate from other parts and reduce the heat capacity of the entire heating unit.
[0026]
In the present invention, apart from controlling the heater installed in the head unit according to the ink temperature, the heater is controlled according to the total number of ejections of ink per unit time. The term "per unit time" here means 10 seconds to 0.1 seconds, preferably 1 second to 0.1 seconds. The total number of ejections is the number of ejections per head ejected per unit time. In the control method, it is preferable to shorten the time for which the heater is operated as the total number of discharges increases. Specifically, the heater that is already operating before discharge is controlled so as to increase the time during which the heater is not operated according to the total number of discharges. Further, before the ink is ejected according to the image data to be formed, it is preferable to control the heater according to the total number of ink ejections per unit time calculated from the image data. The term “before discharge” as used herein refers to controlling the heater 10 seconds to 0.1 seconds before discharge.
[0027]
[Inkjet recording device]
FIG. 1 is an example of an embodiment of an ink jet recording apparatus according to the present invention, and is a cross-sectional view of the recording head. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a piezoelectric element, 3 is a flow path plate, 3a is an ink flow path, 4 is a common liquid chamber constituent member, 4a is a common liquid chamber, 5 is an ink supply pipe, 6 is a nozzle plate, 6a Is a nozzle, 7 is a drive circuit printed board (PCB), 8 is a lead wire, 9 is a drive electrode, 11 is a protective plate, 12 is a fluid resistance, 16 is a heater, 17 is a heater power supply, 18 is a heat transfer member, 19 Is a recording head.
[0028]
FIG. 2 is an exploded view of the recording head.
Heaters 16 are bonded to the flow path plate 3 via heat transfer members 18. The heat transfer member 18 is provided around the nozzle surface. The heat transfer member 18 is intended to efficiently transfer the heat from the heater 16 to the flow path plate 3 and to carry the heat from the heater 16 to the vicinity of the nozzle surface and warm the air in the vicinity of the nozzle surface. Good rate materials are used. For example, metals such as aluminum, iron, nickel, copper, and stainless steel, ceramics such as SiC, BeO, and AlN are preferable materials.
[0029]
When the piezoelectric element is driven, the piezoelectric element is displaced in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flow path, and the volume of the flow path is changed. The piezoelectric element is given a signal that keeps the flow path volume constantly reduced, and after the displacement of the selected flow path in the direction of increasing the flow volume, the displacement that reduces the flow volume again is applied. By applying a pulse signal to be applied, ink is ejected as ink droplets from a nozzle corresponding to the flow path.
[0030]
3A and 3B are diagrams for explaining how ink is ejected as ink droplets. FIG. 3A is a cross-sectional view of the head portion, and FIG. 3B is a plan view of the nozzle plate. In the figure, 20 is a recording medium, 21 is an ink droplet, 22a to 22j are nozzles, and 23 is a platen. The ink droplets 21 ejected from the nozzles 22 fly in the direction of the recording medium 20 and adhere.
[0031]
[Injection amount]
The injection amount per dot is preferably 20 to 2 pl. More preferably, it is 10 pl or less, More preferably, it is 10 pl or less-4 pl or more. If it exceeds 20 pl, high-definition printing is difficult, and if it is less than 2 pl, the density of the formed image will be low.
[0032]
[Dot diameter]
The dot diameter formed on the recording medium is preferably 50 to 200 μm. More preferably, it is 50-150 micrometers, More preferably, it is 55-120 micrometers. If it is less than 50 μm, the density of the formed image is low, and if it exceeds 200 μm, high-definition printing is difficult. It is difficult to obtain a high-definition image by controlling the dot diameter only by the droplet amount, and it is preferable to adjust the ink viscosity, the ultraviolet intensity, and the irradiation timing in addition to the ink droplet amount. The dot diameter can be controlled and high-definition printing is possible.
[0033]
[Irradiation source]
As the ultraviolet ray source, a mercury lamp, a metal halide lamp, an excimer lamp, an ultraviolet laser, an LED, or the like can be used.
[0034]
A basic irradiation method is disclosed in JP-A-60-132767. According to this, the light source is provided on both sides of the head unit, and the head and the light source are scanned by the shuttle method. Irradiation is performed after a certain period of time after ink landing. Further, the curing is completed by another light source that is not driven. In WO9954415, as an irradiation method, a method using an optical fiber or a method of applying a collimated light source to a mirror surface provided on the side surface of the head unit and irradiating the recording unit with UV light is disclosed. In the recording method of the present invention, these irradiation methods can be used.
[0035]
Specifically, a strip-shaped metal halide lamp tube and an ultraviolet lamp tube are preferable. The radiation source is substantially fixed to the recording apparatus, and the operation unit is eliminated, so that an inexpensive configuration can be achieved.
[0036]
Irradiation is preferably performed for each color for each printing. That is, it is a preferable embodiment that two types of radiation sources are prepared in any of the exposure methods, and curing is completed by the second radiation source. This contributes to obtaining the wettability of the landing ink of the second color, adhesion between the inks, and assembling the radiation source at a low cost.
[0037]
Note that it is preferable to change the exposure wavelength or the exposure illuminance between the first radiation source and the second light source. The first irradiation energy is smaller than the second irradiation energy, that is, the first irradiation energy is 1 to 20%, preferably 1 to 10%, more preferably 1 to 5% of the total irradiation energy. By performing irradiation with varying illuminance, the molecular weight distribution after curing becomes preferable. That is, if irradiation with high illuminance is performed at once, the polymerization rate is increased, but the molecular weight of the polymerized polymer is small, and the strength cannot be obtained. By changing the illuminance, a remarkable effect can be obtained with an extremely low viscosity composition such as an inkjet ink.
[0038]
Also, the first irradiation has a longer wavelength than the second, so that the first irradiation cures the ink surface layer and suppresses ink bleeding, and the second irradiation makes it difficult to reach the irradiation line. The ink in the vicinity of the recording medium can be cured to improve adhesion. In order to accelerate curing inside the ink, the second irradiation wavelength is preferably a long wavelength.
[0039]
[Irradiation timing]
In the recording method of the present invention, the ink described later is used, the ink is heated to a constant temperature, and the time from landing to irradiation is 0.01 to 0.5 seconds, preferably 0.01 to 0.3 seconds. More preferably, the irradiation is performed after 0.01 to 0.15 seconds. Thus, by controlling the time from landing to irradiation to an extremely short time, it is possible to prevent the landing ink from bleeding before being cured. In addition, since the porous recording medium can be exposed before the ink penetrates to a deep part where the light source does not reach, residual unreacted monomer can be suppressed and odor can be reduced.
[0040]
By adopting such a recording method, the dot diameter of the landed ink can be kept constant for various recording media having different surface wettability, and the image quality is improved. In addition, in order to obtain a color image, it is preferable to superimpose in order from the color with the lowest brightness. When inks with low lightness are stacked, it is difficult for the irradiation rays to reach the lower ink, and inhibition of curing sensitivity, increase of residual monomers, generation of odor, and deterioration of adhesion tend to occur. Irradiation can be performed by injecting all colors and exposing them together, but exposure for each color is preferable from the viewpoint of curing acceleration.
[0041]
[Recording medium without ink absorption]
In the present invention, the non-ink-absorbing recording medium or the low-ink-absorbing recording medium (or non-ink-absorbing recording medium) is a non-ink-absorbing material or a non-ink-absorbing material (or non-ink-absorbing material). Recording medium having a surface layer (printing layer) made of a non-ink-absorbing material or a material having a low ink-absorbing property (or a non-ink-absorbing material) and having an ink-absorbing property. Examples of the material having no ink or the material having low ink absorbability (or ink non-absorbent material) are various plastics and metals.
[0042]
[Water and organic solvents]
The ink of the present invention preferably contains substantially no water and no organic solvent. “Substantially not contained” means that the content of water and organic solvent is less than 1% by mass. Moreover, the example of the organic solvent said here is shown below.
[0043]
Examples of the organic solvent include high boiling point and low volatility polyhydric alcohols such as glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol. Further, these monoetherified products, dietherified products and esterified products such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether and the like can be mentioned. Furthermore, cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, carbitols such as methylcarbitol and ethylcarbitol, morpholines such as morpholine and N-ethylmorpholine, and pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone It is. Furthermore, highly volatile monohydric alcohols such as ethanol, propanol, isopropanol, and butanol are also included.
[0044]
Furthermore, ethyl acetate, butyl acetate, methyl benzoate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N dimethylformamide, ethylene glycol ethers, ethylene glycol acetates, propylene glycol ethers, And propylene glycol acetates.
[0045]
[Ink viscosity]
The ink in the present invention is a liquid having a viscosity of 2 to 500 mPa · s at 30 ° C. Preferably, 10 to 500 mPa · s is preferable. If it is less than 2 mPa · s, the blur is deteriorated, and if it exceeds 500 mPa · s, the smoothness of the image quality is lost. Moreover, it is preferable that this ink is a liquid of 3-30 mPa * s at 60 degreeC, More preferably, it is 3-20 mPa * s. If it is 3 mPa · s or less, problems occur in high-speed injection, and if it is 500 mPa · s or more, the injection property deteriorates.
[0046]
[Photopolymerizable compound, photopolymerization initiator]
The photopolymerizable compound is a radical polymerizable compound such as those described in JP-A-7-159983, JP-B-7-31399, JP-A-8-224982, and JP-A-10-863. A photocurable material using a composition and a cationic polymerization type photocurable resin are known. Recently, for example, a photocationic polymerization type photocurable resin sensitized to a long wavelength region of visible light or more is also available. JP-A-6-43633, JP-A-8-324137, and the like.
[0047]
The radical polymerizable compound is a compound having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization, and may be any compound as long as it has at least one ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization in the molecule. , Oligomers, polymers and the like having a chemical form. Only one kind of radically polymerizable compound may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination at an arbitrary ratio in order to improve desired properties.
[0048]
Examples of compounds having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid and their salts, esters, urethanes, amides. And radically polymerizable compounds such as unsaturated monomers, acrylonitrile, styrene, various unsaturated polyesters, unsaturated polyethers, unsaturated polyamides, and unsaturated urethanes. Specifically, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, butoxyethyl acrylate, carbitol acrylate, cyclohexyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, benzyl acrylate, bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane, neopentyl glycol Diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol Tetraacrylate, dipentaery Acrylic acid derivatives such as lithol tetraacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, oligoester acrylate, N-methylol acrylamide, diacetone acrylamide, epoxy acrylate, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate , Lauryl methacrylate, allyl methacrylate, glycidyl methacrylate, benzyl methacrylate, dimethylaminomethyl methacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, trimethylol Methacryl derivatives such as tan trimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 2,2-bis (4-methacryloxypolyethoxyphenyl) propane, and other derivatives of allyl compounds such as allyl glycidyl ether, diallyl phthalate, triallyl trimellitate More specifically, Yamashita Junzo, “Crosslinker Handbook”, (1981 Taiseisha); Kato Kiyomi, “UV / EB Curing Handbook (Materials)” (1985, Polymer Publication) ); Rad-Tech Study Group, “Application and Market of UV / EB Curing Technology”, p. 79, (1989, CMC); Eiichiro Takiyama, “Polyester Resin Handbook”, (1988, Nikkan Kogyo Shimbun) Commercially available products described in the above, or radically polymerizable or crosslinkable monomers known in the industry Oligomers and polymers can be used. The amount of the radical polymerizable compound added is preferably 1 to 97% by mass, more preferably 30 to 95% by mass.
[0049]
Examples of the radical polymerization initiator include triazine derivatives described in JP-B-59-1281, JP-B-61-9621, JP-A-60-60104, JP-A-59-1504 and JP-A-61. No. 243807, etc., Japanese Patent Publication No. 43-23684, Japanese Examined Publication No. 44-6413, Japanese Examined Publication No. 44-6413, Japanese Examined Publication No. 47-1604, etc. A diazonium compound described in US Pat. No. 3,567,453, an organic azide compound described in US Pat. Nos. 2,848,328, 2,852,379, and 2,940,853, Ortho-quinonediazides described in JP-B 36-22062, JP-B 37-13109, JP-B 38-18015, JP-B 45-9610, etc. Various onium compounds described in JP-A-5-39162, JP-A-59-14023, and the like, and “Macromolecules, Vol. 10, page 1307 (1977),” JP-A-59-142205. Azo compounds described in Japanese Patent Publication No. 1-54440, European Patent No. 109,851, European Patent No. 126,712, etc., “Journal of Imaging Science” (J. Imag .Sci.) ", Vol. 30, page 174 (1986), (oxo) sulfonium compounds described in Japanese Patent Application No. 4-56831 and Japanese Patent Application No. 4-89535. Organic boron complexes, titanocenes described in JP-A-61-151197, “Coordination Chemistry Levi A transition metal complex containing a transition metal such as ruthenium described in (Coordination Chemistry Review), 84, 85, 277 (1988) and JP-A-2-182701, No. 2,4,5-triarylimidazole dimer, carbon tetrabromide, and organic halogen compounds described in JP-A-59-107344. These polymerization initiators are preferably contained in the range of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization.
[0050]
As a cationic polymerization type photo-curing resin, an epoxy-type UV curable prepolymer of a type (mainly epoxy type) that is polymerized by cationic polymerization and a monomer containing two or more epoxy groups in one molecule. Mention may be made of polymers. Examples of such prepolymers include alicyclic polyepoxides, polyglycidyl esters of polybasic acids, polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols, polyglycidyl ethers of polyoxyalkylene glycols, and polyglycidyls of aromatic polyols. Examples include ethers, hydrogenated compounds of polyglycidyl ethers of aromatic polyols, urethane polyepoxy compounds, and epoxidized polybutadienes. One of these prepolymers can be used alone, or two or more thereof can be mixed and used.
[0051]
Other examples of the cationic polymerizable compound contained in the cationic polymerizable composition include the following (1) styrene derivatives, (2) vinyl naphthalene derivatives, (3) vinyl ethers, and (4) N-vinyl compounds. Can be mentioned.
(1) Styrene derivatives
For example, styrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, β-methylstyrene, p-methyl-β-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxy-β-methylstyrene, and the like.
(2) Vinyl naphthalene derivatives
For example, 1-vinylnaphthalene, α-methyl-1-vinylnaphthalene, β-methyl-1-vinylnaphthalene, 4-methyl-1-vinylnaphthalene, 4-methoxy-1-vinylnaphthalene and the like.
(3) Vinyl ethers
For example, isobutyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, p-methylphenyl vinyl ether, p-methoxyphenyl vinyl ether, α-methylphenyl vinyl ether, β-methylisobutyl vinyl ether, β-chloroisobutyl vinyl ether, and the like.
(4) N-vinyl compounds
For example, N-vinylcarbazole, N-vinylpyrrolidone, N-vinylindole, N-vinylpyrrole, N-vinylphenothiazine, N-vinylacetanilide, N-vinylethylacetamide, N-vinylsuccinimide, N-vinylphthalimide, N-vinyl And caprolactam and N-vinylimidazole.
[0052]
The content of the cationically polymerizable compound in the cationically polymerizable composition is preferably 1 to 97% by mass, more preferably 30 to 95% by mass.
[0053]
An aromatic onium salt can be mentioned as an initiator of the cationic polymerization photocurable resin. Examples of the aromatic onium salt include salts of Group Va elements of the periodic table, such as phosphonium salts (for example, triphenylphenacylphosphonium hexafluorophosphate), salts of Group VIa elements, such as sulfonium salts (for example, triphenylsulfonium tetrafluoroborate). , Triphenylsulfonium hexafluorophosphate, tris (4-thiomethoxyphenyl) hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate), and salts of group VIIa elements such as iodonium salts (eg diphenyliodonium chloride) Etc.).
[0054]
The use of such an aromatic onium salt as a cationic polymerization initiator in the polymerization of an epoxy compound is disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,058,401, 4,069,055, and 4,101,513. And 4,161,478.
[0055]
Preferable cationic polymerization initiators include sulfonium salts of Group VIa elements. Among these, from the viewpoint of storage stability of ultraviolet curable and ultraviolet curable compositions, triarylsulfonium hexafluoroantimonate is preferable. Further, known photopolymerization initiators described in pages 39 to 56 of Photopolymer Handbook (published by Photographic Society Association, 1989), JP-A 64-13142, JP-A-2-4804 Any of the compounds described can be used.
[0056]
(Colorant)
As the colorant in the ink composition of the present invention, conventionally known dyes and pigments can be used. As the colorant in the present invention, a pigment is more preferable.
[0057]
Examples of water-soluble dyes include C.I. I. Direct black-2, -4, -9, -11, -17, -19, -22, -32, -80, -151, -154, -168, -171, -194; I. Direct Blue-1, -2, -6, -8, -22, -34, -70, -71, -76, -78, -86, -112, -142, -165, -199, -200, -201, -202, -203, -207, -218, -236, -287; I. Direct Red-1, -2, -4, -8, -9, -11, -13, -15, -20, -28, -31, -33, -37, -39, -51, -59, -62, -63, -73, -75, -80, -81, -83, -87, -90, -94, -95, -99, -101, -110, -189; I. Direct Yellow-1, -2, -4, -8, -11, -12, -26, -27, -28, -33, -34, -41, -44, -48, -58, -86, -87, -88, -135, -142, -144; I. Food black-1, -2; I. Acid Black-1, -2, -7, -16, -24, -26, -28, -31, -48, -52, -63, -107, -112, -118, -119, -121, -156, -172, -194, -208; I. Acid Blue-1, -7, -9, -15, -22, -23, -27, -29, -40, -43, -55, -59, -62, -78, -80, -81, -83, -90, -102, -104, -111, -185, -249, -254; I. Acid Red-1, -4, -8, -13, -14, -15, -18, -21, -26, -35, -37, -110, -144, -180, -249, -257; C. I. Acid Yellow-1, -3, -4, -7, -11, -12, -13, -14, -18, -19, -23, -25, -34, -38, -41, -42, -44, -53, -55, -61, -71, -76, -78, -79, -122 and the like.
[0058]
Oil-soluble dyes include azo dyes, metal complex dyes, naphthol dyes, anthraquinone dyes, indigo dyes, carbonium dyes, quinoimine dyes, cyanine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitroso dyes, benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, naphthalimide dyes, Examples thereof include, but are not limited to, perinone dyes and phthalocyanine dyes.
[0059]
Water-insoluble dyes and pigments are not particularly limited, and examples thereof include organic pigments, inorganic pigments, colored polymer particles, water-insoluble dyes, disperse dyes, and oil-soluble dyes. Examples of the black pigment include carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black. II, Raven 1170, Raven 1255, Raven 1080, Raven 1060 (manufactured by Columbian Carbon), Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogu L, Black Pearls L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch, 880, Monarch, 880, Monarch 0, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400 (manufactured by Cabot), Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black 18, Color Black FW200, Color Black FW200, Color Black FW2, Color Black FW2, Color Black FW2 Pritex Vrintex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (manufactured by Degussa), No. 25, no. 33, no. 40, no. 47, no. 52, no. 900, no. 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and the like can be used.
[0060]
In addition, magnetic fine particles such as magnetite and ferrite, titanium black and the like can be used as the black pigment.
[0061]
Examples of cyan pigments include C.I. I. Pigment blue-1, C.I. I. Pigment blue-2, C.I. I. Pigment blue-3, C.I. I. Pigment blue-15, C.I. I. Pigment blue-15: 1, C.I. I. Pigment blue-15: 3, C.I. I. Pigment blue-15: 34, C.I. I. Pigment blue-16, C.I. I. Pigment blue-22, C.I. I. And CI Pigment Blue-60.
[0062]
Examples of magenta color pigments include C.I. I. Pigment red-5, C.I. I. Pigment red-7, C.I. I. Pigment red-12, C.I. I. Pigment red-48, C.I. I. Pigment red-48: 1, C.I. I. Pigment red-57, C.I. I. Pigment red-112, C.I. I. Pigment red-122, C.I. I. Pigment red-123, C.I. I. Pigment red-146, C.I. I. Pigment red-168, C.I. I. Pigment red-184, C.I. I. Pigment Red-202 and the like.
[0063]
Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment yellow-1, C.I. I. Pigment yellow-2, C.I. I. Pigment yellow-3, C.I. I. Pigment yellow-12, C.I. I. Pigment yellow-13, C.I. I. Pigment yellow-14, C.I. I. Pigment yellow-16, C.I. I. Pigment yellow-17, C.I. I. Pigment yellow-73, C.I. I. Pigment yellow-74, C.I. I. Pigment yellow-75, C.I. I. Pigment yellow-83, C.I. I. Pigment yellow-93, C.I. I. Pigment yellow-95, C.I. I. Pigment yellow-97, C.I. I. Pigment yellow-98, C.I. I. Pigment yellow-114, C.I. I. Pigment yellow-128, C.I. I. Pigment yellow-129, C.I. I. Pigment yellow-151, C.I. I. Pigment yellow-154 and the like.
[0064]
In addition to the above three primary color pigments, black, cyan, magenta and yellow, specific color pigments such as red, green, blue, brown and white, metallic luster pigments such as gold and silver, colorless extender pigments, plastic pigments, etc. You can also In addition to the above, a newly synthesized pigment can also be used. Further, these pigments may be surface-treated. Examples of the surface treatment method include treatment with a coupling agent such as alcohol, acid, base, and silane compound, polymer grafting treatment, and plasma treatment. The color material used in the present invention is preferably one having a small content of organic and inorganic impurities. In general, a commercially available coloring material has a high impurity content, and therefore it is desirable to use a refined product. The color material used in the solid ink composition of the present invention is used in the range of 0.1 to 30% by mass, preferably 1 to 15% by mass with respect to the ink mass.
[0065]
(Pigment dispersion, dispersed particle size)
In the present invention, it is preferable to use a dispersed pigment.
[0066]
Dispersants used to disperse the pigment include, for example, higher fatty acid salts, alkyl sulfates, alkyl ester sulfates, alkyl sulfonates, sulfosuccinates, naphthalene sulfonates, alkyl phosphates, polyoxy Activators such as alkylene alkyl ether phosphates, polyoxyalkylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene glycols, glycerin esters, sorbitan esters, polyoxyethylene fatty acid amides, amine oxides, or styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene Block copolymer comprising two or more monomers selected from derivatives, acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itaconic acid, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives, random Polymers and can be exemplified salts thereof.
[0067]
For dispersing the pigment, various types such as a ball mill, a sand mill, an attritor, a roll mill, an agitator, a Henschel mixer, a colloid mill, an ultrasonic homogenizer, a pearl mill, a wet jet mill, and a paint shaker can be used. It is also preferable to remove coarse particles from the pigment dispersion using a centrifugal separator or using a filter.
[0068]
The average particle size of the pigment dispersion used in the ink of the present invention is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
[0069]
In general, the amount of the pigment dispersion used in the ink of the present invention is preferably in the range of 0.5 to 30% by mass, more preferably in the range of 1 to 20%.
[0070]
In addition to the above, the ink of the present invention may contain a preservative, an antifungal agent, a viscosity modifier and the like, if necessary.
[0071]
[Other additives]
Additives to the ink of the present invention can contain other additives such as reactive diluents, fillers, flow aids, thixotropic agents, wetting agents, antifoaming agents, plasticizers. Further, stabilizers such as a light resistance agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a polymerization inhibitor, and a corrosion inhibitor, or a Si-based compound, a wax, and the like may be added.
[0072]
[PH]
The pH of the ink in the present invention is preferably 4-10. Furthermore, Preferably, it is 5-9. Although the reason for the effect of the present invention is not clear, it is considered that the compatibility between the pigment and the photopolymerizable compound contributes to the dispersion stability of the pigment.
[0073]
〔surface tension〕
In the ink of the present invention, the surface tension of the ink needs to be in the range of 20 to 60 mN / m, preferably 25 to 50 mN / m in consideration of wettability to the recording material and the head nozzle member. Is set in the range. When the surface tension of the ink is lower than 25 mN / m, the ink tends to overflow from the nozzle, and when it is higher than 60 mN / m, the drying time becomes longer.
[0074]
In order to adjust the surface tension, a surfactant may be contained as necessary. Examples of the surfactant preferably used in the ink of the present invention include anionic surfactants such as dialkylsulfosuccinates, alkylnaphthalenesulfonates, fatty acid salts, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylallyl Nonionic surfactants such as ethers, acetylene glycols, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, and cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts. Among these, anionic surfactants and nonionic surfactants are preferable.
[0075]
【Example】
Next, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not necessarily limited to the form in this Example.
[0076]
[Ink composition]
The following ink composition was heated to 60 ° C. and the solid ink was heated to 150 ° C. and mixed and stirred, and then the obtained liquid was filtered with a filter under heating and cooled to obtain an ink composition. However, ink 2 was prepared by mixing without heating.
[0077]
(Ink 1) (for comparison; solid ink)
Colorant: C.I. I. Pigment Blue 15: 3 = 5 parts by mass (average dispersed particle size; 100 nm)
Paraffin wax (manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd., 155) 45 parts by mass
Behenic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 30 parts by mass
Oleic acid amide (manufactured by Kao Corporation, fatty acid amide ON) 20 parts by mass
(Ink 2)
Cyan pigment dispersion
C. I. Pigment Blue 15: 3 20 parts by mass
5 parts by mass of polymer dispersant (Solsperse series manufactured by Zeneca)
Stearyl acrylate 75 parts by mass
The dispersion conditions are appropriately adjusted using a known dispersion apparatus so that the average particle diameter of each pigment particle is in the range of 0.2 to 0.3 μm, and then the filter is heated under heating. Prepared by filtration.
[0078]

(Adjust the amount added so that the viscosity is the value shown in the table)
Polymerization initiator: Color ink prepared by adding 2.5 parts by mass of Irgacure 184 (Nippon Ciba Geigy) and 2.5 parts by mass of Irgacure 907 (Nippon Ciba Geigy) is filtered through a filter having an absolute filtration accuracy of 2 μm. Ink 2 was obtained.
[0079]

(Ink 4)
Cyan pigment dispersion (average dispersion particle size: 100 nm) 5 parts by mass
Photopolymerizable compound: 1,6-hexanediol diacrylate 15 parts by mass
20 parts by mass of 2-phenoxyethyl acrylate
10-20 parts by mass of polypropylene glycol diacrylate
Octyl acrylate 10-29 parts by mass
(Adjust the amount added so that the viscosity is the value shown in the table)
Polymerization initiator:
Irgacure 184 (Nippon Ciba Geigy) 5 parts by mass
2-Phenoxyethanol 1 part by mass
[Inkjet image recording]
Next, recording on a recording medium was performed using an inkjet recording apparatus having a piezo-type inkjet nozzle and basically configured as shown in FIGS. The ink supply system was composed of an original tank, a supply pipe, an ink supply tank immediately before the inkjet head, a filter, and a piezo-type inkjet head, and heat insulation and heating were performed from the ink supply tank to the inkjet head portion. The temperature sensor was provided in each of the ink supply tank and the inkjet head, and temperature control was performed so that the set temperature would be ± 2 ° C. Independent of this temperature control, the power source for driving the heater was controlled according to the number of ejections of the head. In the control, the time to stop the driving heater is shown in the table according to the number of times of discharge per unit time in the table. At that time, the timing for stopping the heater was set as shown in the table on the basis of the time when the ink was ejected from the head.
[0080]
The piezo-type inkjet head was driven so that 2 to 30 pl multi-size dots could be ejected at a resolution of 720 × 720 dpi (where dpi represents the number of dots per inch (2.54 cm)). After landing, UV light illuminates the exposed surface 1-100mW / cm ² The dot diameter was adjusted by increasing the illuminance to decrease the dot diameter, and decreasing the illuminance to increase the dot diameter.
[0081]
The exposure system, the main scanning speed, and the ejection frequency were adjusted so that irradiation started after the ink landed on the recording medium.
[0082]
Using the prepared color ink, UV light was irradiated at an environmental temperature of 25 ° C. The total exposure energy per color is uniformly 300mJ / cm as the energy to completely cure so that the stickiness disappears by palpation. ² And exposed. A PET film was used as the recording medium.
[0083]
viscosity
The viscosity at 30 ° C. was measured using a rotational viscometer (EDL model manufactured by Tokimec).
[0084]
Head set temperature
The ink of the present invention was printed with the ink temperature set at the temperature shown in the table, the comparative sample solid ink at 150 ° C., and the comparative sample UV curable ink at 25 ° C.
[0085]
[Characteristic evaluation method]
1. Continuous injection (bleed)
100 sheets were continuously printed with a piezo ink jet printer, and the printability was visually observed and judged.
[0086]
A: No missing nozzles and good printability
○: No nozzle missing but slight printing disturbance
Δ: Slightly missing nozzles and distorted printing
×: Nozzle frequently occurs and printing is disturbed
2. Re-ejectability (ink clogging)
After printing with a piezo-type ink jet printer, printing was performed again after being left at the printing temperature for 6 hours, and clogging and the like were confirmed by comparing the printed matter.
[0087]
A: No clogging and good printability
○: Slightly missing can be observed
△: Clogged but can be printed by simple return operation
×: Cannot be printed
3. Image durability
Scratch strength tester HEIDON-18 (manufactured by HEIDON) was used for the solid portion printed by the piezo ink jet printer, and the measuring needle was measured using a 0.8 mm R sapphire needle. The measurement was carried out three times by a 10 cm scratch test at a constant load, and the limit load at which there was no scratched part up to the support was taken as the scratch strength of the present invention, and was judged according to the following criteria.
[0088]
○ ・・・ 200g or more
Δ: Less than 200g and 100g or more
× ・・・ less than 100g
4). Smoothness
A solid portion (black) was printed with a piezo-type ink jet printer, irradiated with ultraviolet rays, and then the ink film thickness was measured.
[0089]
◎: Thin and good
○: Thickness but no problem for high-definition printing
Δ: Thick and high-definition printing has some problems
X: Thickness is unusable level
5. Print quality
An 8-point character was printed, and the character roughness and the shape of one dot of each color were enlarged and evaluated.
[0090]
◎ ・・・ No roughness and dot shape is perfect circle
○ ... Slightly rough, but the dot shape is a perfect circle
△ ・・・ Gassiness is visible and the dot shape is slightly disturbed (level that can be used at the last minute)
× ・・・ Gassiness is visible and dot shape is poor
Similar results were obtained with a surface-treated transparent biaxially stretched polypropylene film, soft vinyl chloride sheet, aluminum vapor-deposited paper, polyethylene film, and polystyrene film having printability.
[0091]
[Table 1]

[0092]
By adjusting the applied voltage, the droplet ejection speed was 5 to 10 m / s, and the droplet amount was as shown in the table.
3 *: 10% by mass of methyl ethyl ketone was added to ink 3.
[0093]
[Table 2]

[0094]
It can be seen that Examples 1 to 17 within the present invention have any characteristics, while Comparative Examples 1 to 3 have problems with at least any of the characteristics.
[0095]
【The invention's effect】
According to the present invention, the ink head is excellent in clogging, bleeding resistance, stability after printing (image durability, etc.), etc., and stable in all recording materials capable of high definition printing with controlled dot diameter Can print high-definition images , An ink jet recording apparatus and an ink jet recording method can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded configuration diagram of a recording head.
FIG. 3 is a view for explaining how ink is ejected as ink droplets.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Piezoelectric elements
3 Channel plate
3a Ink flow path
4 Common liquid chamber components
4a Common liquid chamber
5 Ink supply pipe
6 Nozzle plate
6a nozzle
7 Drive circuit printed circuit board (PCB)
8 Lead wire
9 Drive electrode
11 Protection plate
12 Fluid resistance
16 Heater
17 Heater power
18 Heat transfer member
19 Recording head

Claims

The ink containing at least one kind of the photopolymerizable compound and colorant, was ejected from the opening of the nozzle onto the recording medium, the inkjet Tsu preparative recording apparatus for forming an image by irradiation with ultraviolet rays, the ink 30 It is a liquid having a viscosity of 2 to 500 mPa · s at 0 ° C., a heater is installed in the head having the nozzle, and the heater is operated as the total number of ink ejections per unit time increases. An ink jet recording apparatus which is controlled so as to shorten time.

2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein before the ink is ejected according to the image data, the heater is controlled according to the total number of ink ejections per unit time calculated from the image data. .

3. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a partition wall between the ink channels of the pressure generating chamber is made of a piezoelectric element.

The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is made of an ink having a viscosity at 30 ° C. of 10 to 500 mPa · s.

The inkjet recording apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an ejection amount per dot is 2 to 20 pl.

6. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a dot diameter formed on the recording medium is 50 to 200 [mu] m.

An ink jet recording method comprising forming an image using the ink jet recording apparatus according to claim 1.

An ink jet recording method comprising using a recording medium having no ink absorbability in the ink jet recording apparatus according to claim 1.