JP4796930B2 - 活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置及びその駆動制御方法 - Google Patents

活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置及びその駆動制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、インクジェットヘッドにより被記録媒体上に吐出された活性エネルギー硬化型インクを活性エネルギーの照射により硬化させることで、被記録媒体上へ画像記録を行う活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置及びその駆動制御方法に関する。
近年、電子線・紫外線などの活性エネルギーの照射により硬化する活性エネルギー硬化型インクのインク滴をインクジェットヘッドにより被記録媒体上に吐出し、この吐出されたインクを活性エネルギーの照射により硬化させることで被記録媒体上への画像記録を行う活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置が各種提案されている。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置は、活性エネルギー硬化型インクを使用しない一般的なインクジェット記録装置と比較すると、活性エネルギー硬化型インク自身の特質を活かすことで、種々の被記録媒体へ高速で記録できる、滲みにくく高精細な画像記録が可能である、環境に優しい、などの各種の利点を得ることができる。
その中でも紫外線硬化型インクを用いた装置は、光源の扱い易さ、コンパクト化等の観点から、開発が進んでおり、特に、その高速定着性を生かし、高速搬送が可能なウェブ状の被記録媒体を用い、被記録媒体の幅一杯に記録可能な記録ヘッドを固定した状態で、被記録媒体を記録ヘッドの下に一回通過させるのみで記録を完了させる所謂シングルパスインクジェット装置の高い利用性が期待されている。
ところで、光硬化型インクジェット方式のインクジェットプリンタにおいては、記録動作中等に、インクミストや塵等の異物が光源に付着して光源から光が均一に放射されない場合がある。この場合、照射エネルギーの光が照射されない部分が発生し、良好な画像の記録を行うことができない。特に、光源の一部に照度が著しく低下して規定照度に満たない照度低下部位が存在すると、着弾したインクに、十分な照射エネルギーの光が照射されず、インクが良好に硬化しない虞がある。また光源として紫外線光源が使用された場合、該光源の寿命は短く、経時で強度が低下する。この場合、照射エネルギーの光が十分に照射されず、良好な画像の記録を行うことができない。
このような不具合を解消しようとしたものに例えば特許文献1に開示されるインクジェットプリンタがある。このインクジェットプリンタは、筐体の搬入口から送り込まれた搬送方向所定長の被記録媒体(カット紙等の用紙)を、筐体内部で搬送した後、外部へ搬出する画像記録部において、光照射装置から照射された光の照度を検知する照度検知機構と、照度検知結果に基づき、インクに照射される光の照射エネルギーを変更可能とする制御装置とを備え、照射エネルギーを制御してインクの良好な硬化を図っている。
特開2005−246955号公報
しかしながら、高速搬送を可能としたウェブ状の被記録媒体を用いるシングルパスインクジェット装置では、長尺のロール紙を搬送側ロールから繰り出し、画像記録部を通過させた後、巻き取り側ロールで巻き取るため、活性エネルギー照射部が常にウェブ状の被記録媒体に覆われた状態となり、安定的に照射活性エネルギー強度を測定する有効な測定手段がなかった。また、活性エネルギー照射部のエネルギー強度測定値は、照度補正処理に使用されるため、高精度に測定されるものでなければならない。ところが、活性エネルギー強度検出手段は、低温高温に対して変換効率が変化するため、エネルギー強度測定値に誤差が生じ易く、その結果、照度補正処理が高精度に行えない問題があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ウェブ状の被記録媒体に対して画像記録を行う装置において、安定的にかつ高精度に照射活性エネルギー強度を測定できる活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置及びその駆動制御方法を提供し、もって、高画質な画像記録を長期間に亘って維持可能とすることで、生産性の向上を図ることを目的とする。
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 活性エネルギーにより硬化するインクをインクジェットヘッドからウェブ状の被記録媒体に向けて画像信号に基づき吐出して前記被記録媒体上に画像形成した後、前記活性エネルギーを前記被記録媒体に向けて照射して前記インクを硬化させる活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置であって、
前記活性エネルギーを出射する活性エネルギー照射手段と、
該活性エネルギー照射手段から出射される照射光を前記被記録媒体へ導く導光部と、
前記被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段と、
所定の間隔で離間されて前記被記録媒体の裏面に接する一対の第1ローラ、前記一対の第1ローラの間で前記被記録媒体の搬送路面より下方に配設され前記被記録媒体の表面に接する第2ローラ、及び前記第1ローラと前記第2ローラの両端部をそれぞれ支持する支持部を有し、前記被記録媒体の搬送路の途中で前記被記録媒体を前記搬送路面より下方に迂回させ、前記被記録媒体の搬送路面より下方に前記被記録媒体で囲まれる収容空間を形成する搬送路変更手段と
前記収容空間内に配置されるセンサステーションと、
前記支持部を前記被記録媒体の搬送方向に往復動させるステーション移動機構と、
前記活性エネルギー照射手段から前記活性エネルギーを照射させる制御手段と
を備え、
前記ステーション移動機構は、前記支持部を前記被記録媒体の搬送方向に往復動することで、前記センサステーションを前記導光部の光出射面に対面配置可能とし、
前記センサステーションは、前記光出射面に対面配置され前記導光部からの照射活性エネルギー強度を検出する活性エネルギー強度検出部と、前記活性エネルギー強度検出部の周囲温度を検出する温度検出部とを有し、
前記制御手段は、前記活性エネルギー強度検出部によって得られた照射活性エネルギー強度測定値を、前記温度検出部による測定温度値に対応して補償処理し、該補償処理された照射活性エネルギー補正強度値に基づいて、前記被記録媒体に対する活性エネルギーの積分的照射量を変更することを特徴とする活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、導光部に設けられた活性エネルギー強度検出部によってエネルギー強度測定値を測定し、このエネルギー強度測定値を温度検知手段の検知結果に基づき温度補償処理するので、ウェブ状の被記録媒体に対して画像記録を行う装置においても、温度補償のなされた照射活性エネルギー強度が測定可能となる。
また、この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、被記録媒体の搬送路の途中で、搬送路変更手段によって被記録媒体が活性エネルギー照射部直下の位置から迂回され、活性エネルギー照射部の直下に被記録媒体で囲まれた収容空間が形成される。この収容空間にセンサステーションが配置されていることで、ウェブ状の被記録媒体を使用する画像記録装置においても、活性エネルギー照射部に対してセンサステーションが対向配置可能となる。
前記第2ローラは、前記被記録媒体の張力を調整するダンサローラを含んで構成されることを特徴とする請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、被記録媒体の途中に収容空間を形成しながら搬送路変更手段が移動される際、搬送路変更手段に設けられたダンサローラが作動され、搬送路変更手段の移動により相対的に移動される被記録媒体に対し、過剰な張力及び張力の偏りの作用が抑止され、被記録媒体の品質低下が防止される。
) 前記活性エネルギー照射手段と前記導光部とが複数並設され、
前記搬送路変更手段が、前記複数の導光部それぞれの光出射面位置に前記センサステーションが配置されるように、前記被記録媒体の搬送路に沿って前記支持部を順次移動することを特徴とする請求項又は請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、被記録媒体の搬送方向に沿って複数の活性エネルギー照射部が並設される構成であっても、搬送路変更手段が被記録媒体の搬送方向に沿って順次移動することにより、複数の活性エネルギー照射部のそれぞれに対してセンサステーションを対向配置できる。また、センサステーションは、個々の活性エネルギー照射部に対応したコンパクトな大きさのもので構成できる。
) 前記活性エネルギー照射手段と前記導光部とが複数並設され、
前記センサステーションが、前記導光部のそれぞれに対応して複数の活性エネルギー強度検出手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、複数の活性エネルギー照射部が、それぞれの活性エネルギー照射部に対応した複数の活性エネルギー強度検出部を備えるセンサステーションによって一度に検出され、複数の活性エネルギー照射部の検出が短時間で行える。
) 前記センサステーションの活性エネルギー強度検出手段が、前記被記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、活性エネルギー照射部の被記録媒体幅方向の複数箇所における活性エネルギー強度が同時に検出可能となる。また、搬送路変更手段の移動に伴ってセンサステーションが活性エネルギー照射部に対して移動されることで、活性エネルギー照射部の被記録媒体搬送方向複数箇所における活性エネルギー強度が検出可能となる。
) 前記活性エネルギーが紫外線であることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、光源の扱い易さ、コンパクト化で有利となるとともに、UV硬化型インクが使用可能となることで、高速定着が可能となり、被記録媒体の高速搬送、すなわち、高速記録が実現する。
(1)〜(6)のいずれか一項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の駆動制御方法であって、
前記導光部の光出射面に対面配置された活性エネルギー強度検出部により、前記導光部からの照射活性エネルギー強度を検出する処理と、
前記活性エネルギー強度検出部の周囲温度を検出する処理と、
前記周囲温度を測定した測定温度値に対応する照射活性エネルギー補正強度値をデータベースに格納したデータテーブルから設定する温度補償処理と、
前記照射活性エネルギー補正強度値に基づき前記被記録媒体に対する活性エネルギーの積分的照射量を変更する照度補償処理と、
を含むことを特徴とする活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の駆動制御方法。
この活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の駆動制御方法によれば、活性エネルギー照射部の照射活性エネルギー強度が測定されるとともに、活性エネルギー強度検出部の周囲温度が検出され、測定した温度測定値に対応する照射活性エネルギー補正強度値がデータテーブルから設定される。この照射活性エネルギー補正強度値に基づき被記録媒体に対する活性エネルギーの照射条件が制御部によって変更される。
本発明に係る活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置によれば、導光部に設けられた活性エネルギー強度検出部及び温度検知手段と、活性エネルギー強度検出部によって得られたエネルギー強度測定値を温度検知手段の検知結果に基づき温度補償処理する制御部とを備えたので、ウェブ状の被記録媒体に対して画像記録を行う装置においても、温度補償のなされた照射活性エネルギー強度が、所望のタイミングで安定的に且つ高精度に測定できるようになる。
また、被記録媒体の搬送路の途中の収容空間にセンサステーションが配置されていることで、ウェブ状の被記録媒体を使用する画像記録装置においても、活性エネルギー照射部に対してセンサステーションを対向配置できる。
本発明に係る活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の駆動制御方法によれば、活性エネルギー照射部の照射活性エネルギー強度を測定するとともに、活性エネルギー強度検出部の周囲温度を検出し、測定した温度測定値に対応する照射活性エネルギー補正強度値をデータテーブルから設定する温度補償処理と、照射活性エネルギー補正強度値に基づき被記録媒体に対する活性エネルギーの照射条件を制御部によって変更する照度補償処理とを行うので、温度補償処理によって高精度に得られた照射活性エネルギー補正強度値に基づき、活性エネルギーの照射条件を変更して、高画質な画像記録を長期間に亘って維持でき、画像記録の生産性を向上させることができる。
以下、本発明に係る活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置及びその駆動制御方法を図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態による活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の構成概略図、図2は図1に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置に装備された超高圧水銀灯の拡大斜視図、図3は図1に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置に装備された区画分離手段の斜視図、図4は図1に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置に装備された導光部の斜視を(a)、同側面視を(b)に表す説明図である。
活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置(インクジェット記録装置)100は、筐体11内に、被記録媒体S1を画像記録範囲13aで保持しつつ図中の矢印A方向に搬送する搬送走査部15と、画像記録範囲13aの被記録媒体S1へ活性エネルギーにより硬化するインク(活性エネルギー硬化型インク)を吐出する4個のインクジェットヘッド17a〜17dと、各インクジェットヘッド17a〜17dの少なくとも被記録媒体S1の搬送方向下流位置に配置される活性エネルギー照射手段である4列の超高圧水銀灯19a〜19dと、各インクジェットヘッド17a〜17dの搬送方向下流位置で超高圧水銀灯19a〜19dと被記録媒体S1上の活性エネルギー照射位置との間に設けられて超高圧水銀灯19a〜19dから出射される照射光を被記録媒体S1へ導く導光部21a〜21dと、超高圧水銀灯19a〜19dの少なくとも照射面を覆う透明部材により搬送走査部15とインクジェットヘッド17a〜17dと導光部21a〜21dとから各超高圧水銀灯19a〜19dを分離する区画分離手段23と、を備えている。
このインクジェット記録装置100は、インクジェットヘッド17a〜17dにより被記録媒体S1に吐出した活性エネルギー硬化型インクを、超高圧水銀灯19a〜19dによる活性エネルギー照射により硬化させることで、被記録媒体S1上に画像記録を行う。
筐体11は、上面を開放した略箱形のケース本体11aと、このケース本体11aの上面の開放部を開閉可能に覆うメンテナンス用の開閉蓋11bとを具備した構成である。開閉蓋11bには、筐体11内部の雰囲気を換気する換気手段25が装備されている。換気手段25には、排気中のインク臭を除去する脱臭手段が装備される。
本実施の形態で扱う被記録媒体S1は、長尺のロール紙である。
搬送走査部15は、送出側ロール27に巻回された被記録媒体S1を被記録媒体搬送手段(搬送ローラ)29により画像記録範囲13aに搬送し、更に、画像記録範囲13aで画像記録を済ませた被記録媒体S1を後述の搬送路変更手段49により巻き取り側ロール33に送って、巻き取り側ロール33に巻き取らせる。
インクジェットヘッド17a〜17dは、何れも、被記録媒体S1の幅方向(図では、紙面に直交する方向)の全域に渡って吐出ノズルを有したフルライン型のインクジェットヘッドユニットである。これらのインクジェットヘッド17a〜17dには、4色のインクでフルカラー印刷するために、吐出するインクの色別に装備されたものである。
各インクジェットヘッド17a〜17d相互は、被記録媒体S1の搬送方向に沿って一定の間隔を空けて装備されている。
各インクジェットヘッド17a〜17dには不図示のヘッドドライバ(制御回路)が接続されていて、該ヘッドドライバからの信号によって、割り当てられた色のインクの吐出時期及び吐出量が制御される。
超高圧水銀灯19a〜19dは、被記録媒体S1の搬送方向に離間して配置された各インクジェットヘッド17a〜17dに対応して、それぞれのインクジェットヘッド17a〜17d毎に、各インクジェットヘッド17a〜17dの上方で、被記録媒体S1の搬送方向下流となる位置に配備されている。
各超高圧水銀灯19a〜19dは、例えば、波長250〜600nmの紫外光を出射する点状光源で、図2に示すように、各ヘッド毎に、被記録媒体S1の幅方向に沿って一直線上に複数個並べた光源列として装備され、被記録媒体S1の幅方向全域に渡る帯状の照射域を作る。
導光部21a〜21dは、ヘッド等に光が照射されないように周囲が遮光されており、図1に示すように、一端が対応する超高圧水銀灯19a〜19dに対向する面で、他端が被記録媒体S1に対向する面となるように、各インクジェットヘッドに対して被記録媒体S1の搬送方向下流側に配置されていて、一端に入射した超高圧水銀灯の照射光を、他端から出射し、被記録媒体S1に照射する。
各導光部21a〜21dは、出射する照射光が拡散して迷光を誘発しないように、一端側よりも他端側が小さい略楔形に形成されている。
この各導光部21a〜21dの構成は、空洞の箱体とすることもでき、一端が対応する超高圧水銀灯へ開口し、他端が被記録媒体S1へ開口する不透明な筒状の構成とすることができる。
区画分離手段23は、導光部21a〜21dの一端面と超高圧水銀灯19a〜19dの照射面との間に挿入された板状体で、図3に示すように、各超高圧水銀灯19a〜19dの照射面を覆う部分が、帯状の透明部材23a〜23dで形成され、各透明部材23a〜23dの周囲は、超高圧水銀灯19a〜19dからの照射光を遮光する不透明部材23eにより形成されている。
区画分離手段23は、不透明部材23eが導光部21a〜21dの導光範囲以外を遮光するように、各透明部材23a〜23d及び不透明部材23eの大きさを設定している。
本実施の形態の場合、区画分離手段23の各透明部材23a〜23dは、超高圧水銀灯19a〜19dの照射光に含まれる熱線を遮断可能に、成分組成等が設定されている。
更に、本実施の形態の場合、各導光部21a〜21dは、図4に示すように、その内部に、機械式の遮光シャッター35を備えている。この遮光シャッター35は、不図示の制御手段により、導光路を遮断する遮光状態、遮光を解除した開放状態に操作される。
また、本実施の形態の場合、超高圧水銀灯19a〜19dの発熱が、区画分離手段23を介して導光部21a〜21dやインクジェットヘッド17a〜17dに伝達されることを防止するために、図1に示すように、区画分離手段23と各超高圧水銀灯19a〜19dの照射面との間には、冷却風を通す隙間が確保されている。更に、区画分離手段23には、区画分離手段23との協働で各超高圧水銀灯19a〜19dを収容する空間37を画成するカバー39が装備されている。また、カバー39には、空間37内に外気を導入する吸気口41と、空間37内の昇温した雰囲気を外部に放出する排気口43が設けられ、排気口43には空間37内の雰囲気を強制換気する冷却ファン45が装備されている。
更に、本実施の形態では、図1に示すように、カバー39には筐体11外部から超高圧水銀灯19a〜19dに伝わる振動を抑える防振手段47が備えられている。
防振手段47は、振動や衝撃を減衰させる摺動形のショックアブソーバの他、各種の免震構造、免震材料、振動吸収材料を利用することができる。また、超高圧水銀灯19a〜19dに直接配置することもできる。
画像記録範囲13aの被記録媒体搬送方向上流側には被記録媒体搬送手段である上記した搬送ローラ29が設けられ、搬送ローラ29は被記録媒体S1の張力を適切に保つと共に画像記録範囲13aを通過させて巻き取り側ロール33へと搬送する。この画像記録範囲13aと巻き取り側ロール33との間には、所定間隔で離間されて被記録媒体S1の裏面に接する一対の送りローラ51,53と、この送りローラ51,53の間に配設され被記録媒体S1の表面に接するダンサローラ55が配置される。
ダンサローラ55は、送りローラ51,53に対して接近離反及び傾斜可能に配置されることで、被記録媒体S1の張力及び蛇行を調整可能としている。したがって、被記録媒体S1は、ダンサローラ55の作動により、過剰な張力及び張力の偏りの作用が抑止され、被記録媒体S1の品質低下が防止されるようになっている。
図1に示すように、導光部21a〜21dのそれぞれには活性エネルギー強度検出部である光強度センサ69が設けられている。光強度センサ69は、図4に示すように、例えば導光部21a〜21dのシャッター35より上方の傾斜面に設けられ、超高圧水銀灯19a〜19dからの照射活性エネルギー強度を検出可能としている。
また、この光強度センサ69の近傍には温度検知手段である温度センサ73が設けられている。温度センサ73は、光強度センサ69とは別体に、導光部21a〜21dに設けられてもよく、光強度センサ69と一体的に設けられてもよい。温度センサ73は、光強度センサ69の周囲温度、好ましくは光強度センサ69自体の温度を測定可能としている。これら、光強度センサ69及び温度センサ73によって測定されたエネルギー強度測定値及び温度測定値は、後述の制御部71に入力される。
次に、インクジェット記録装置100の制御系について説明する。
図5は制御手段のブロック図である。インクジェット記録装置100には、制御手段である制御部71が設けられている。制御部71としては、例えばCPUを備えたコンピュータ等を用いることができる。制御部71にはインクジェット記録装置100に設けられる不図示の操作パネル等が接続されている。また、制御部71には、光強度センサ69、温度センサ73,搬送ローラ29,カウンタ77,タイマー79,シャッター35,紫外線照射部81,メンテナンス機構83,データベース85等が接続されている。これら構成要素は制御部71へ検出信号を入力し、或いは制御部71から送出される動作制御信号によって動作制御される。
制御部71は、カウンタ77から入力される計数信号に基づき、制御信号を送出する。ここで、カウンタ77は、被記録媒体S1の記録処理長をパルス測定等により計数する記録処理長計数手段とすることができる。この場合、画像記録に伴って消費される被記録媒体S1の記録処理量がカウンタ77によって計数され、その計数信号が制御部71へ送出される。光強度センサ69、温度センサ73、メンテナンス機構83は、被記録媒体S1の所定記録処理量毎に作動して活性エネルギー強度検出メンテナンスを行う。制御部71は、この活性エネルギー強度検出メンテナンスにおいて、光強度センサ69によって得られたエネルギー強度測定値を温度センサ73の検知結果に基づき温度補償処理した後、照度補正処理を実行する。この構成によれば、被記録媒体S1の記録処理量に応じて増大するメンテナンス要求に対応することができる。
また、カウンタ77は、インクジェットヘッド17a〜17dのノズル作動時間を計数するノズル作動時間計数手段であってもよい。この場合、画像記録に伴って増大するノズル作動時間がカウンタ77によって計数され、その計数信号が制御部71へ送出される。光強度センサ69、温度センサ73、メンテナンス機構83は、所定のノズル作動時間毎に、活性エネルギー強度検出メンテナンスを行う。この構成によれば、ノズル作動時間に応じて増大するメンテナンス要求に対応することができる。
また、タイマー79は、超高圧水銀灯19a〜19dの動作時間を計数する照射時間計数時間であってもよい。この場合、超高圧水銀灯19a〜19dの照射時間がタイマー79によって計数され、その計数信号が制御部71へ送出される。光強度センサ69、温度センサ73、メンテナンス機構83は、所定の照射時間毎に、活性エネルギー強度検出メンテナンスを行う。この構成によれば、超高圧水銀灯19a〜19dの照射時間に応じて増大するメンテナンス要求に対応することができる。
また、制御部71は、任意のタイミングで光強度センサ69、温度センサ73、メンテナンス機構83を作動させて、活性エネルギー強度検出メンテナンスを実施させることもできる。この場合には、制御部71は、不図示の操作パネル等に設けられたメンテナンススイッチの押下等に基づくマニュアル信号により、制御信号を送出する。これにより、上記同様に、活性エネルギー強度検出メンテナンスが可能となる。
次に、インクジェット記録装置100の動作について説明する。
図6は駆動制御方法の手順の一例を表したフローチャート、図7はセンサ出力と周囲温度との相関を表したグラフである。
インクジェット記録装置100において、制御部71から活性エネルギー強度検出信号が送出されると、導光部21a〜21dに設けられた光強度センサ69が、導光部21a〜21dの照射活性エネルギー強度を測定する(st1)。また、同時に、光強度センサ69の周囲温度が温度センサ73によって検出される(st2)。
これは、光強度センサ69が、図7に示すように、低温高温領域で変換効率が低下するため、これを補償するためのものである。すなわち、測定温度値が制御部71へ送出されると、制御部71はデータベース85に格納されるデータテーブルから測定温度値に対応した補正値を読み出し、この補正値により活性エネルギー強度検出値を補正する温度補償処理を実行する(st3)。
このようにして温度補償処理がなされたなら、次いで、照度補正処理がなされる(st4)。照度補正処理では、測定した照射活性エネルギー強度測定値が制御部71へ送出されると、これに対応する照射活性エネルギー補正強度値がデータベース85に格納したデータテーブルから読み出される。制御部71は、この照射活性エネルギー補正強度値に基づき被記録媒体S1に対する活性エネルギーの照射条件を変更する照度補償処理を行う。
この照度補正処理において、照射活性エネルギー強度測定値が規定照度に満たなかった場合、超高圧水銀灯19a〜19dの駆動電圧の増加制御を行い、規定照度を超えた場合、駆動電圧の減圧制御を行う。これにより、被記録媒体S1に対する積分的照射量が増減し、規定照度で照射した場合と同等の硬化が可能となる。その他の照度補正処理としては、搬送ローラ29の速度制御を行うものであってもよい。これによっても、被記録媒体S1に対する積分的照射量が増減し、規定照度で照射した場合と同等の硬化が可能となる。このようにして、照度補正処理が終了したなら、補償内容がデータベース85に登録されて(st5)活性エネルギー強度検出メンテナンスが終了される。
このように、インクジェット記録装置100では、導光部21a〜21dに設けられた光強度センサ69及び温度センサ73と、光強度センサ69によって得られたエネルギー強度測定値を温度センサ73の検知結果に基づき温度補償処理する制御部71とを備えたので、ウェブ状の被記録媒体S1に対して画像記録を行う装置においても、温度補償のなされた照射活性エネルギー強度が、所望のタイミングで安定的に且つ高精度に測定できるようになる。
また、インクジェット記録装置100の駆動制御方法によれば、活性エネルギー照射部の照射活性エネルギー強度を測定するとともに、活性エネルギー強度検出部の周囲温度を検出し、測定した温度測定値に対応する照射活性エネルギー補正強度値をデータテーブルから設定する温度補償処理と、照射活性エネルギー補正強度値に基づき被記録媒体S1に対する活性エネルギーの照射条件を制御部71によって変更する照度補償処理とを行う場合、温度補償処理によって高精度に得られた照射活性エネルギー補正強度値に基づき、活性エネルギーの照射条件を変更して、高画質な画像記録を長期間に渡って維持でき、画像記録の生産性を向上させることができる。
また、本実施の形態によるインクジェット記録装置100では、活性エネルギーが紫外線であるので、光源の扱い易さ、コンパクト化で有利となるとともに、UV硬化型インクが使用可能となることで、高速定着が可能となり、被記録媒体S1の高速搬送、すなわち、高速記録が実現する。
また、被記録媒体S1に塗布した活性エネルギー硬化型インクを、超高圧水銀灯19a〜19dによる活性エネルギー照射により速やかに硬化させることができるため、活性エネルギー硬化型インクの特性を活かして、各種の被記録媒体S1に対して高品位な画像記録ができる。
しかも、活性エネルギー照射用の光源として低コストの超高圧水銀灯19a〜19dを導入したことによって、従来の高コストの光源を採用していた活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置と比較して、装置コストを安価に抑えることができる。
また、超高圧水銀灯19a〜19dが出射した活性エネルギー光である照射光は、直接ではなく、導光部21a〜21dを介して被記録媒体S1上の活性エネルギー照射位置に誘導されるため、超高圧水銀灯19a〜19dからの照射光が想定外の領域に放射される迷光となってインクジェットヘッド17a〜17dのノズル面等に当たることがなく、迷光によりノズル面のインクが硬化してノズルが目詰まりするような不都合も生じない。従って、ノズル面でのインクの硬化による目詰まりを防止して、インクジェットヘッド17a〜17dの動作の信頼性を向上させることができる。
また、インクジェットヘッド17a〜17dと超高圧水銀灯19a〜19dとの間が区画分離手段23により分離されているため、インクジェットヘッド17a〜17dによる記録動作で発生したインクミストが超高圧水銀灯19a〜19dに付着することが防止され、インクミストの付着等によって超高圧水銀灯19a〜19dの寿命が縮まることを防止できる。
更に、インクジェットヘッド17a〜17dと超高圧水銀灯19a〜19dとの間が区画分離手段23により分離されていて、超高圧水銀灯19a〜19dの発熱がインクジェットヘッド17a〜17d側に影響し難くなるため、超高圧水銀灯19a〜19dの発生する熱によってインクジェットヘッド17a〜17dのインク吐出特性が変動することがなく、インクジェットヘッド17a〜17dの動作を安定化して、記録する画像の画質の安定化を実現することもできる。
また、本実施の形態の場合、区画分離手段23は、超高圧水銀灯19a〜19dの照射面を覆う透明部材23a〜23d以外の部分は遮光性の不透明部材23eで形成した構成のため、透明部材23a〜23dの領域に導光部21a〜21dを配置することで、導光部21a〜21dの導光範囲以外を簡単に、且つ確実に遮光することができる。
そして、透明部材23a〜23dの領域を小さく制限することで、導光部21a〜21dを小型化することができ、インクジェットヘッド17a〜17dの周辺における導光部21a〜21dの配置スペースの確保を容易にすることができる。
また、前記導光部21a〜21dの導光範囲以外を遮光する機能を区画分離手段23に持たせたことで、超高圧水銀灯19a〜19dからの照射光が前記導光部21a〜21dの導光範囲以外に迷光となって放射されることを確実に防止でき、ノズル面におけるインクが迷光の照射による硬化するなどの不都合の発生を防止して、インクジェットヘッド17a〜17dの動作信頼性を向上させることができる。
また、上記構成によれば、区画分離手段23の透明部材23a〜23dがその材料組成等の調整により熱線を遮断可能であるため、超高圧水銀灯19a〜19dから出射される照射光に含まれる熱線が、区画分離手段23の透明部材23a〜23dを透過する際に遮断され、被記録媒体S1が熱線により加熱されることを抑止することができる。
これにより、熱に弱い材料で形成された被記録媒体S1に対しても、被記録媒体S1の熱変形等を招くことなく、安定して高品位の画像記録を実現することができる。
また、上記構成によれば、前記導光部21a〜21dが遮光シャッター35を備えているため、超高圧水銀灯19a〜19dの発光時間の制御とは別に、導光部21a〜21dに装備された遮光シャッター35の開閉により、被記録媒体S1の搬送停止時に過剰の加熱が起きることがなくなる。
これにより、熱に弱い材料で形成された被記録媒体S1に対しても、被記録媒体S1の熱変形等を招くことなく、安定して高品位の画像記録を実現することができる。
さらに、上記構成によれば、少なくとも前記超高圧水銀灯19a〜19dに伝わる振動を抑える防振手段47を備えているため、インクジェット記録装置100内の搬送走査部15等の可動部の動作によって発生する振動や、外部から装置に作用する振動は、防振手段47により抑止されて、超高圧水銀灯19a〜19dに振動による負担が掛かり難くなるため、振動に弱い超高圧水銀灯19a〜19dの耐久性や動作信頼性を向上させることができる。
以上は活性エネルギー照射用の光源として低コストの超高圧水銀灯を導入した例で説明を行ったが、一部あるいはすべての光源を通常の高圧水銀灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、ブラックライト、蛍光灯、LEDアレイ等の光源とすることも可能である。
次に、センサステーションを備えた実施の形態を説明する。
図8はセンサステーションを備えた実施の形態による活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の構成概略図、図9は図8に示した搬送路変更手段及びセンサステーションの拡大斜視図である。おな、以下の各実施の形態においては、図1〜図5に示した部材と同等の部材には同等の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
この実施の形態によるインクジェット記録装置200は、搬送路変更手段49が、所定間隔で離間されて被記録媒体S1の裏面に接する一対の送りローラ51,53と、この送りローラ51,53の間に配設され被記録媒体S1の表面に接するダンサローラ55,57とからなる。
搬送路変更手段49は、送りローラ51,53とダンサローラ55,57とに被記録媒体S1を張架することで、被記録媒体S1の搬送路の途中で被記録媒体S1を迂回させ、導光部21a〜21dの搬送路面より下方に、被記録媒体S1で囲まれる収容空間59を形成する。搬送路変更手段49は、図9に示すように、送りローラ51,53とダンサローラ55,57の両軸端が、ブラケット61に支持される。筐体11の底部には送出側ロール27と巻き取り側ロール33との間にステーション移動機構63が設けられ、ステーション移動機構63は不図示のガイドレールに沿って搬送路変更手段49のブラケット61を、画像記録範囲13aの下方で被記録媒体搬送方向(矢印X方向)に往復動可能に支持している。
搬送路変更手段49の収容空間59にはセンサステーション65が配設されている。センサステーション65は、ブラケット61の両側部に両端を架設した支持プレート66に、センサステーション65本体と接続されたステー67を固定することで支持されている。センサステーション65の上面65aは、搬送路変更手段49の移動に伴ってセンサステーション65が移動されることで、導光部21a〜21dの光出射面に対面配置可能となっている。センサステーション65の上面65aには例えば被記録媒体幅方向に複数の光強度センサ69が並設されている。この光強度センサ69には温度センサ73が付設されている。なお、温度センサ73は、光強度センサ69の温度を高精度に測定できれば、光強度センサ69と別体に配設されていてもよい。
搬送路変更手段49は、被記録媒体S1を相対移動させることでセンサステーション65を導光部21a〜21dの対面位置に移動自在としている。本実施の形態では、超高圧水銀灯19a〜19dが複数並設されていることで、超高圧水銀灯19a〜19dのそれぞれの対面位置に、センサステーション65が被記録媒体S1の搬送路に沿って順次移動されるようになっている。したがって、被記録媒体S1の搬送方向に沿って複数の超高圧水銀灯19a〜19dが並設される構成であっても、搬送路変更手段49が被記録媒体S1の搬送方向に沿って順次移動することにより、複数の超高圧水銀灯19a〜19dのそれぞれに対してセンサステーション65を対向配置できる。これにより、センサステーション65は、個々の超高圧水銀灯19a〜19dに対応したコンパクトな大きさのもので構成できるようになっている。
次に、インクジェット記録装置200の動作について説明する。
図10は活性エネルギー照射部に対する活性エネルギー検出工程の一例を(a)〜(d)で表した動作説明図である。
インクジェット記録装置200において、制御部71から活性エネルギー強度検出信号が送出されると、ステーション移動機構63、搬送路変更手段49が駆動され、搬送路変更手段49及びセンサステーション65が、図10(a)に示すように、被記録媒体搬送方向の上流側へ移動される。
次いで、搬送路変更手段49がステーション移動機構63によって、被記録媒体搬送方向の下流側へ移動され、これに伴って、図10(a)〜(d)に示すように、導光部21a〜21dに順次対面されたセンサステーション65の光強度センサ69が、導光部21a〜21dの出射面の照度を順次検出して行く。これにより、被記録媒体搬送方向の各検出位置で照度が検出されることになる。
本実施の形態においても、同時に、光強度センサ69の周囲温度が温度センサ73によって検出される。すなわち、測定温度値が制御部71へ送出されると、制御部71はデータベース85に格納されるデータテーブルから測定温度値に対応した補正値を読み出し、この補正値により活性エネルギー強度検出値を補正する。
このようにして温度補償処理がなされたなら、次いで、照度補正処理がなされる。照度補正処理では、測定した照射活性エネルギー強度測定値が制御部71へ送出されると、これに対応する補正値がデータベースに格納したデータテーブルから読み出される。制御部71は、この補正値に基づき被記録媒体S1に対する活性エネルギーの照射条件を変更する照度補償処理を行う。
制御部71は、例えば照射活性エネルギー強度測定値が規定照度に満たなかった場合、被記録媒体搬送速度の減速制御を行う。これにより、被記録媒体S1に対する積分的照射量が増加し、規定照度と同様の硬化が可能となる。その他の照度補正処理としては、超高圧水銀灯19a〜19dの駆動電圧を増加制御するものであってもよい。これによっても、被記録媒体S1に対する積分的照射量が増加し、規定照度と同様の硬化が可能となる。このようにして、照度補正処理が終了したなら、補償内容がデータベース85に登録されて活性エネルギー強度検出メンテナンスが終了される。
このように、インクジェット記録装置200では、被記録媒体S1の搬送路の途中で、搬送路変更手段49によって被記録媒体S1が活性エネルギー照射部直下の位置から迂回され、活性エネルギー照射部の直下に被記録媒体S1で囲まれた収容空間59が形成される。この収容空間59にセンサステーション65が配置されていることで、ウェブ状の被記録媒体S1を使用する画像記録装置においても、活性エネルギー照射部に対してセンサステーション65が対向配置可能となる。
センサステーション65は、光強度センサ69が、図9に示すように、被記録媒体S1の搬送方向と直交する幅方向に沿って複数配置されてもよい。このような構成とすることにより、活性エネルギー照射部(導光部21a〜21d)の被記録媒体幅方向の複数箇所における活性エネルギー強度が同時に検出可能となる。また、搬送路変更手段49の移動に伴ってセンサステーション65が導光部21a〜21dに対して移動されることで、活性エネルギー照射部の被記録媒体搬送方向複数箇所における活性エネルギー強度が面状に検出可能となる。
この実施の形態によるインクジェット記録装置200によれば、活性エネルギー照射部である超高圧水銀灯19a〜19d、導光部21a〜21dの照射活性エネルギー強度を測定するセンサステーション65を備え、搬送路変更手段49により被記録媒体S1を移動させることでセンサステーション65を活性エネルギー照射部の対面位置に移動自在としたので、搬送路変更手段49によって活性エネルギー照射部の直下に位置する被記録媒体S1を所定位置から迂回させ、代わりにセンサステーション65を活性エネルギー照射部に対向させて配置することができる。これにより、ウェブ状の被記録媒体S1に対して画像記録を行う装置においても、所望のタイミングで安定的に且つ高精度に照射活性エネルギー強度が測定できるようになる。
次に、本発明に係る活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の他の実施の形態について説明する。
図11は対面位置の実施の形態による活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の構成概略図、図12は図11に示したセンサステーションを上方から見た斜視図、図13は図11に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の動作説明図である。
本実施の形態によるインクジェット記録装置300は、活性エネルギー照射部である超高圧水銀灯19a〜19d、導光部21a〜21dが複数並設されている。また、センサステーション101は、上下方向に昇降自在に支持され、且つ図12に示すように、活性エネルギー照射部のそれぞれに対応して複数列の活性エネルギー強度検出部である光強度センサ103a,103b,103c,103dを備えている。また、この光強度センサ103a,103b,103c,103dのそれぞれには温度センサ73が付設されている。なお、温度センサ73は、光強度センサ103a,103b,103c,103dの温度を高精度に測定できれば、光強度センサ103a,103b,103c,103dと別体に配設されていてもよい。
また、このインクジェット記録装置300は、搬送路変更手段105が、水平移動自在な可動ローラ107からなる。搬送路変更手段105は、可動ローラ107を、図13(a)(b)に示すように、被記録媒体搬送方向に沿って、搬送ローラ29に対して接近離反方向に移動させることで、センサステーション101を複数の活性エネルギー照射部に同時に対面配置可能としている。
したがって、この実施の形態によるインクジェット記録装置300によれば、複数の活性エネルギー照射部が、それぞれの活性エネルギー照射部に対応した複数の光強度センサ103a,103b,103c,103dを備えるセンサステーション101によって一度に検出され、複数の活性エネルギー照射部の検出を短時間で行うことができる。
ここで、本発明で言う「活性エネルギー」とは、その照射によりインク組成物中において開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広く、α線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、本発明のインク組成物としては、紫外線を照射することにより硬化可能なインク組成物であることが好ましい。
本発明のインクジェット記録装置において、活性エネルギーのピーク波長は、インク組成物中の増感色素の吸収特性にもよるが、例えば、200〜600nm、好ましくは、300〜450nm、より好ましくは、350〜450nmであることが適当である。また、本発明のインク組成物の(a)電子移動型開始系は、低出力の活性エネルギーであっても十分な感度を有するものである。従って、活性エネルギーの出力は、例えば、2,000mJ/cm2以下、好ましくは、10〜2,000mJ/cm2、より好ましくは、20〜1,000mJ/cm2、更に好ましくは、50〜800mJ/cm2の照射エネルギーであることが適当である。また、活性エネルギーは、露光面照度(被記録媒体表面の最高照度)が、例えば、10〜2,000mW/cm2、好ましくは、20〜1,000mW/cm2で照射されることが適当である。
特に、本発明のインクジェット記録装置では、活性エネルギー照射が、発光波長ピークが390〜420nmであり、かつ、前記被記録媒体表面での最高照度が10〜1,000mW/cm2となる紫外線を発生する発光ダイオードから照射されることが好ましい。
また、本発明のインクジェット記録装置では、活性エネルギーは被記録媒体上に吐出されたインク組成物に対して、例えば、0.01〜120秒、好ましくは0.1〜90秒照射することが適当である。
更に、本発明のインクジェット記録装置では、インク組成物を一定温度に加温するとともに、インク組成物の被記録媒体への着弾から活性エネルギーの照射までの時間を、0.01〜0.5秒とすることが望ましく、好ましくは0.02〜0.3秒、更に好ましくは0.03〜0.15秒である。このようにインク組成物の被記録媒体への着弾から活性エネルギーの照射までの時間を極短時間に制御することにより、着弾したインク組成物が硬化前に滲むことを防止することが可能となる。
なお、本発明のインクジェット記録装置を用いて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。このように重ねることにより、下部のインクまで活性エネルギーが到達しやすくなり、良好な硬化感度、残留モノマーの低減、臭気の低減、密着性の向上が期待できる。また、活性エネルギーの照射は、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。
また、上述したように、本発明のインク組成物のような活性エネルギー硬化型インクは、吐出されるインク組成物を一定温度にすることが望ましいことから、インク供給タンクからインクジェットヘッド部分までは、断熱及び加温による温度制御を行うことが好ましい。また、加熱するヘッドユニットは、装置本体を外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断若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、或いは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。
また、活性エネルギー源としては、水銀ランプやガス・固体レーザー等が主に利用されており、紫外線光硬化型インクジェットには、水銀ランプ、メタルハライドランプが広く知られている。更には、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。更にLED(UV−LED),LD(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、活性エネルギー硬化型インクジェット用放射源として期待されている。
また、上記のように、活性エネルギー源として、発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)を用いることが可能である。特に、紫外線源を要する場合、紫外LED及び紫外LDを使用することができる。例えば、日亜化学(株)は、主放出スペクトルが365nmと420nmとの間の波長を有する紫色LEDを上市している。更に、一層短い波長が必要とされる場合、米国特許番号第6,084,250号明細書は、300nmと370nmとの間に中心付けされた活性エネルギーを放出し得るLEDを開示している。また、他の紫外LEDも、入手可能であり、異なる紫外線帯域の放射を照射することができる。本発明で特に好ましい活性エネルギー源は、UV−LEDであり、特に好ましくは、350〜420nmにピーク波長を有するUV−LEDである。
〔被記録媒体〕
本発明のインク組成物を適用しうる被記録媒体としては、特に制限はなく、通常の非コート紙、コート紙などの紙類、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性樹脂材料或いは、それをフィルム状に成形した樹脂フィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルム、PEフィルム、TACフィルム等を挙げることができる。その他、被記録媒体材料として使用しうるプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ABS、ポリアセタール、PVA、ゴム類などが挙げられる。また、金属類や、ガラス類も被記録媒体として使用可能である。
本発明のインク組成物において、硬化時の熱収縮が少ない材料を選択した場合、硬化したインク組成物と被記録媒体との密着性に優れるため、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱などにより、フィルムのカール、変形が生じやすいフィルム、例えば、熱でシュリンク可能な、PETフィルム、OPSフィルム、OPPフィルム、ONyフィルム、PVCフィルムなどにおいても、高精細な画像を形成しうるという利点を有する。
以下に、本発明で使用できるインク組成物に用いられる各構成成分について順次説明する。
〔インク組成物〕
本発明に用いられるインク組成物は、活性エネルギーの照射により硬化可能なインク組成物であり、例えば、カチオン重合系インク組成物、ラジカル重合系インク組成物、水性インク組成物等が挙げられる。これら組成物について以下詳細に説明する。
(カチオン重合系インク組成物)
カチオン重合系インク組成物は、(a)カチオン重合性化合物と、(b)活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物を含有する。所望により、更に着色剤、紫外線吸収剤、増感剤、酸化防止剤、褪色防止剤、導電性塩類、溶剤、高分子化合物、界面活性剤等を含有してもよい。
以下、カチオン重合系インク組成物に用いられる各構成成分について順次説明する。
〔(a)カチオン重合性化合物〕
本発明に用いられる(a)カチオン重合性化合物は、後述する(b)活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物から発生する酸により重合反応を生起し、硬化する化合物であれば特に制限はなく、光カチオン重合性モノマーとして知られる各種公知のカチオン重合性のモノマーを使用することができる。カチオン重合性モノマーとしては、例えば、特開平6−9714号、特開2001−31892、同2001−40068、同2001−55507、同2001−310938、同2001−310937、同2001−220526などの各公報に記載されている、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。
エポキシ化合物としては、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、脂肪族エポキシドなどが挙げられる。
芳香族エポキシドとしては、少なくとも1個の芳香族核を有する多価フェノール或いはそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジ又はポリグリシジルエーテルが挙げられ、例えば、ビスフェノールA或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールA或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル、並びにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここで、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
脂環式エポキシドとしては、少なくとも1個のシクロへキセン又はシクロペンテン環等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキサイド又はシクロペンテンオキサイド含有化合物が好ましく挙げられる。
脂肪族エポキシドとしては、脂肪族多価アルコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル等が挙げられる。その代表例としては、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又は1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリン或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテルに代表されるポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここで、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
エポキシ化合物は、単官能であっても多官能であってもよい。
本発明に用いうる単官能エポキシ化合物の例としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、1,2−ブチレンオキサイド、1,3−ブタジエンモノオキサイド、1,2−エポキシドデカン、エピクロロヒドリン、1,2−エポキシデカン、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、3−メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、3−ビニルシクロヘキセンオキサイド等が挙げられる。
また、多官能エポキシ化合物の例としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、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、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)シクロヘキサン−メタ−ジオキサン、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オキサイド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ジシクロペンタジエンジエポキサイド、エチレングリコールのジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ−2−エチルヘキシル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、1,1,3−テトラデカジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、1,2,7,8−ジエポキシオクタン、1,2,5,6−ジエポキシシクロオクタン等が挙げられる。
これらのエポキシ化合物の中でも、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドが、硬化速度に優れるという観点から好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。
ビニルエーテル化合物としては、例えば、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、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、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、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
ビニルエーテル化合物は、単官能であっても多官能であってもよい。
具体的には、単官能ビニルエーテルの例としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、t−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、n−ノニルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、4−メチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ジシクロペンテニルビニルエーテル、2−ジシクロペンテノキシエチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ブトキシエチルビニルエーテル、メトキシエトキシエチルビニルエーテル、エトキシエトキシエチルビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールビニルエーテル、テトラヒドロフリフリルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、クロルブチルビニルエーテル、クロルエトキシエチルビニルエーテル、フェニルエチルビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル等が挙げられる。
また、多官能ビニルエーテルの例としては、例えば、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、ポ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、ブチレングリコ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、ビスフェノールAアルキレンオキサイドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキサイドジビニルエーテルなどのジビニルエーテル類;トリメチロールエタントリビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、プロピレンオキサイド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテルなどの多官能ビニルエーテル類等が挙げられる。
ビニルエーテル化合物としては、ジ又はトリビニルエーテル化合物が、硬化性、被記録媒体との密着性、形成された画像の表面硬度などの観点から好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。
本発明におけるオキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物を指し、特開2001−220526、同2001−310937、同2003−341217の各公報に記載される如き、公知オキセタン化合物を任意に選択して使用できる。
本発明のインク組成物に使用しうるオキセタン環を有する化合物としては、その構造内にオキセタン環を1〜4個有する化合物が好ましい。このような化合物を使用することで、インク組成物の粘度をハンドリング性の良好な範囲に維持することが容易となり、また、硬化後のインク組成物と被記録媒体との高い密着性を得ることができる。
このようなオキセタン環を有する化合物については、前記特開2003−341217公報、段落番号〔0021〕乃至〔0084〕に詳細に記載され、ここに記載の化合物は本発明にも好適に使用しうる。
本発明で使用するオキセタン化合物の中でも、インク組成物の粘度と粘着性の観点から、オキセタン環を1個有する化合物を使用することが好ましい。
本発明のインク組成物には、これらのカチオン重合性化合物を、1種のみを用いても、2種以上を併用してもよいが、インク硬化時の収縮を効果的に抑制するといった観点からは、オキセタン化合物とエポキシ化合物とから選ばれる少なくとも1種の化合物と、ビニルエーテル化合物とを併用することが好ましい。
インク組成物中の(a)カチオン重合性化合物の含有量は、組成物の全固形分に対し、10〜95質量%が適当であり、好ましくは30〜90質量%、更に好ましくは50〜85質量%の範囲である。
[(b)活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物]
本発明のインク組成物は、活性エネルギーの照射により酸を発生する化合物(以下、適宜、「光酸発生剤」と称する。)を含有する。
本発明に用いうる光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、或いはマイクロレジスト等に使用されている光(400〜200nmの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビームなどの照射により酸を発生する化合物を適宜選択して使用することができる。
このような光酸発生剤としては、例えば、活性エネルギーの照射により分解して酸を発生する、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、イミノスルフォネート等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物を挙げることができる。
光酸発生剤としては、また、特開2002−122994公報、段落番号〔0029〕乃至〔0030〕に記載のオキサゾール誘導体、s−トリアジン誘導体なども好適に用いられる。更に、特開2002−122994公報、段落番号〔0037〕乃至〔0063〕に例示されるオニウム塩化合物、スルホネート系化合物も、本発明における光酸発生剤として、好適に使用しうる。
(b)光酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
インク組成物中の(b)光酸発生剤の含有量は、インク組成物の全固形分換算で、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
[着色剤]
本発明のインク組成物は、着色剤を添加することで、可視画像を形成することができる。例えば、平版印刷版の画像部領域を形成する場合などには、必ずしも添加する必要はないが、得られた平版印刷版の検版性の観点からは着色剤を用いることも好ましい。
ここで用いることのできる着色剤には、特に制限はなく、用途に応じて公知の種々の色材、(顔料、染料)を適宜選択して用いることができる。例えば、耐候性に優れた画像を形成する場合には、顔料が好ましい。染料としては、水溶性染料及び油溶性染料のいずれも使用できるが、油溶性染料が好ましい。
〔顔料〕
本発明に好ましく使用される顔料について述べる。
顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料及び無機顔料、又は顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、或いは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いることができる。また、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いることができる。
これらの顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年刊)、W.Herbst,K.Hunger「Industrial Organic Pigments」、特開2002−12607号公報、特開2002−188025号公報、特開2003−26978号公報、特開2003−342503号公報に記載の顔料が挙げられる。
本発明において使用できる有機顔料及び無機顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG等),C.I.ピグメントイエロー74の如きモノアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー12(ジスアジイエローAAA等)、C.I.ピグメントイエロー17の如きジスアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー180の如き非ベンジジン系のアゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー100(タートラジンイエローレーキ等)の如きアゾレーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー95(縮合アゾイエローGR等)の如き縮合アゾ顔料、C.I.ピグメントイエロー115(キノリンイエローレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントイエロー18(チオフラビンレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー(Y−24)の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー3RLT(Y−110)の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー(Y−138)の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー(Y−139)の如きイソインドリン顔料、C.I.ピグメントイエロー153(ニッケルニトロソイエロー等)の如きニトロソ顔料、C.I.ピグメントイエロー117(銅アゾメチンイエロー等)の如き金属錯塩アゾメチン顔料等が挙げられる。
赤或いはマゼンタ色を呈するものとして、C.I.ピグメントレッド3(トルイジンレッド等)の如きモノアゾ系顔料、C.I.ピグメントレッド38(ピラゾロンレッドB等)の如きジスアゾ顔料、C.I.ピグメントレッド53:1(レーキレッドC等)やC.I.ピグメントレッド57:1(ブリリアントカーミン6B)の如きアゾレーキ顔料、C.I.ピグメントレッド144(縮合アゾレッドBR等)の如き縮合アゾ顔料、C.I.ピグメントレッド174(フロキシンBレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントレッド81(ローダミン6G’レーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントレッド177(ジアントラキノニルレッド等)の如きアントラキノン系顔料、C.I.ピグメントレッド88(チオインジゴボルドー等)の如きチオインジゴ顔料、C.I.ピグメントレッド194(ペリノンレッド等)の如きペリノン顔料、C.I.ピグメントレッド149(ペリレンスカーレット等)の如きペリレン顔料、C.I.ピグメントバイオレット19(無置換キナクリドン)、C.I.ピグメントレッド122(キナクリドンマゼンタ等)の如きキナクリドン顔料、C.I.ピグメントレッド180(イソインドリノンレッド2BLT等)の如きイソインドリノン顔料、C.I.ピグメントレッド83(マダーレーキ等)の如きアリザリンレーキ顔料等が挙げられる。
青或いはシアン色を呈する顔料として、C.I.ピグメントブルー25(ジアニシジンブルー等)の如きジスアゾ系顔料、C.I.ピグメントブルー15(フタロシアニンブルー等)の如きフタロシアニン顔料、C.I.ピグメントブルー24(ピーコックブルーレーキ等)の如き酸性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントブルー1(ビクロチアピュアブルーBOレーキ等)の如き塩基性染料レーキ顔料、C.I.ピグメントブルー60(インダントロンブルー等)の如きアントラキノン系顔料、C.I.ピグメントブルー18(アルカリブルーV−5:1)の如きアルカリブルー顔料等が挙げられる。
緑色を呈する顔料として、C.I.ピグメントグリーン7(フタロシアニングリーン)、C.I.ピグメントグリーン36(フタロシアニングリーン)の如きフタロシアニン顔料、C.I.ピグメントグリーン8(ニトロソグリーン)等の如きアゾ金属錯体顔料等が挙げられる。
オレンジ色を呈する顔料として、C.I.ピグメントオレンジ66(イソインドリンオレンジ)の如きイソインドリン系顔料、C.I.ピグメントオレンジ51(ジクロロピラントロンオレンジ)の如きアントラキノン系顔料が挙げられる。
黒色を呈する顔料として、カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラック等が挙げられる。
白色顔料の具体例としては、塩基性炭酸鉛(2PbCO3Pb(OH)2、いわゆる、シルバーホワイト)、酸化亜鉛(ZnO、いわゆる、ジンクホワイト)、酸化チタン(TiO2、いわゆる、チタンホワイト)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3、いわゆる、チタンストロンチウムホワイト)などが利用可能である。
ここで、酸化チタンは他の白色顔料と比べて比重が小さく、屈折率が大きく化学的、物理的にも安定であるため、顔料としての隠蔽力や着色力が大きく、更に、酸やアルカリ、その他の環境に対する耐久性にも優れている。したがって、白色顔料としては酸化チタンを利用することが好ましい。もちろん、必要に応じて他の白色顔料(列挙した白色顔料以外であってもよい。)を使用してもよい。
顔料の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、ジェットミル、ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ニーダー、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、湿式ジェットミル等の分散装置を用いることができる。
顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤としては、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、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリアクリレート、脂肪族多価カルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、顔料誘導体等を挙げることができる。また、Zeneca社のSolsperseシリーズなどの市販の高分子分散剤を用いることも好ましい。
また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜50質量部添加することが好ましい。
インク組成物において、顔料などの諸成分の分散媒としては、溶剤を添加してもよく、また、無溶媒で、低分子量成分である前記(a)カチオン重合性化合物を分散媒として用いてもよいが、本発明のインク組成物は、活性エネルギー硬化型のインクであり、インクを被記録媒体上に適用後、硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。これは、硬化されたインク画像中に、溶剤が残留すると、耐溶剤性が劣化したり、残留する溶剤のVOC(Volatile Organic Compound)の問題が生じるためである。このような観点から、分散媒としては、(a)カチオン重合性化合物を用い、中でも、最も粘度が低いカチオン重合性モノマーを選択することが分散適性やインク組成物のハンドリング性向上の観点から好ましい。
顔料の平均粒径は、0.02〜4μmにするのが好ましく、0.02〜2μmとするのが更に好ましく、より好ましくは、0.02〜1.0μmの範囲である。
顔料粒子の平均粒径を上記好ましい範囲となるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持することができる。
〔染料〕
本発明に用いる染料は、油溶性のものが好ましい。具体的には、25℃での水への溶解度(水100gに溶解する色素の質量)が1g以下であるものを意味し、好ましくは0.5g以下、より好ましくは0.1g以下である。従って、所謂、水に不溶性の油溶性染料が好ましく用いられる。
本発明に用いる染料は、インク組成物に必要量溶解させるために上記記載の染料母核に対して油溶化基を導入することも好ましい。
油溶化基としては、長鎖、分岐アルキル基、長鎖、分岐アルコキシ基、長鎖、分岐アルキルチオ基、長鎖、分岐アルキルスルホニル基、長鎖、分岐アシルオキシ基、長鎖、分岐アルコキシカルボニル基、長鎖、分岐アシル基、長鎖、分岐アシルアミノ基長鎖、分岐アルキルスルホニルアミノ基、長鎖、分岐アルキルアミノスルホニル基及びこれら長鎖、分岐置換基を含むアリール基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アリールカルボニルオキシ基、アリールアミノカルボニル基、アリールアミノスルホニル基、アリールスルホニルアミノ基等が挙げられる。
また、カルボン酸、スルホン酸を有する水溶性染料に対して、長鎖、分岐アルコール、アミン、フェノール、アニリン誘導体を用いて油溶化基であるアルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノスルホニル基、アリールアミノスルホニル基に変換することにより染料を得てもよい。
前記油溶性染料としては、融点が200℃以下のものが好ましく、融点が150℃以下であるものがより好ましく、融点が100℃以下であるものが更に好ましい。融点が低い油溶性染料を用いることにより、インク組成物中での色素の結晶析出が抑制され、インク組成物の保存安定性が良くなる。
また、退色、特にオゾンなどの酸化性物質に対する耐性や硬化特性を向上させるために、酸化電位が貴である(高い)ことが望ましい。このため、本発明で用いる油溶性染料として、酸化電位が1.0V(vsSCE)以上であるものが好ましく用いられる。酸化電位は高いほうが好ましく、酸化電位が1.1V(vsSCE)以上のものがより好ましく、1.15V(vsSCE)以上のものが特に好ましい。
イエロー色の染料としては、特開2004−250483号公報の記載の一般式(Y−I)で表される構造の化合物が好ましい。
特に好ましい染料は、特開2004−250483号公報の段落番号[0034]に記載されている一般式(Y−II)〜(Y−IV)で表される染料であり、具体例として特開2004−250483号公報の段落番号[0060]から[0071]に記載の化合物が挙げられる。尚、該公報記載の一般式(Y−I)の油溶性染料はイエローのみでなく、ブラックインク、レッドインクなどのいかなる色のインクに用いてもよい。
マゼンタ色の染料としては、特開2002−114930号公報に記載の一般式(3)、(4)で表される構造の化合物が好ましく、具体例としては、特開2002−114930号公報の段落[0054]〜[0073]に記載の化合物が挙げられる。
特に好ましい染料は、特開2002−121414号公報の段落番号[0084]から[0122]に記載されている一般式(M−1)〜(M−2)で表されるアゾ染料であり、具体例として特開2002−121414号公報の段落番号[0123]から[0132]に記載の化合物が挙げられる。尚、該公報記載の一般式(3)、(4)、(M−1)〜(M−2)の油溶性染料はマゼンタのみでなく、ブラックインク、レッドインクなどのいかなる色のインクに用いてもよい。
シアン色の染料としては、特開2001−181547号公報に記載の式(I)〜(IV)で表される染料、特開2002−121414号公報の段落番号[0063]から[0078]に記載されている一般式(IV−1)〜(IV−4)で表される染料が好ましいものとして挙げられ、具体例として特開2001−181547号公報の段落番号[0052]から[0066]、特開2002−121414号公報の段落番号[0079]から[0081]に記載の化合物が挙げられる。
特に好ましい染料は、特開2002−121414号公報の段落番号[0133]から[0196]に記載されている一般式(C−I)、(C−II)で表されるフタロシアニン染料であり、更に一般式(C−II)で表されるフタロシアニン染料が好ましい。この具体例としては、特開2002−121414号公報の段落番号[0198]から[0201]に記載の化合物が挙げられる。尚、前記式(I)〜(IV)、(IV−1)〜(IV−4)、(C−I)、(C−II)の油溶性染料はシアンのみでなく、ブラックインクやグリーンインクなどのいかなる色のインクに用いてもよい。
これらの着色剤はインク組成物中、固形分換算で1〜20質量%添加されることが好ましく、2〜10質量%がより好ましい。
本発明のインク組成物には、前記の必須成分に加え、目的に応じて種々の添加剤を併用することができる。これらの任意成分について説明する。
〔紫外線吸収剤〕
本発明においては、得られる画像の耐候性向上、退色防止の観点から、紫外線吸収剤を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、特開昭58−185677号公報、同61−190537号公報、特開平2−782号公報、同5−197075号公報、同9−34057号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭46−2784号公報、特開平5−194483号公報、米国特許第3214463号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭48−30492号公報、同56−21141号公報、特開平10−88106号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平4−298503号公報、同8−53427号公報、同8−239368号公報、同10−182621号公報、特表平8−501291号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチディスクロージャーNo.24239号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤、などが挙げられる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.5〜15質量%程度である。
〔増感剤〕
本発明のインク組成物には、光酸発生剤の酸発生効率の向上、感光波長の長波長化の目的で、必要に応じ、増感剤を添加してもよい。増感剤としては、光酸発生剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものであれば、何れでもよい。好ましくは、アントラセン、9,10−ジアルコキシアントラセン、ピレン、ペリレンなどの芳香族多縮環化合物、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーケトンなどの芳香族ケトン化合物、フェノチアジン、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物が挙げられる。添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、光酸発生剤に対し0.01〜1モル%、好ましくは0.1〜0.5モル%で使用される。
〔酸化防止剤〕
インク組成物の安定性向上のため、酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤としては、ヨーロッパ公開特許、同第223739号公報、同309401号公報、同第309402号公報、同第310551号公報、同第310552号公報、同第459416号公報、ドイツ公開特許第3435443号公報、特開昭54−48535号公報、同62−262047号公報、同63−113536号公報、同63−163351号公報、特開平2−262654号公報、特開平2−71262号公報、特開平3−121449号公報、特開平5−61166号公報、特開平5−119449号公報、米国特許第4814262号明細書、米国特許第4980275号明細書等に記載のものを挙げることができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.1〜8質量%程度である。
〔褪色防止剤〕
本発明のインク組成物には、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。前記有機系の褪色防止剤としては、ハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類、などが挙げられる。前記金属錯体系の褪色防止剤としては、ニッケル錯体、亜鉛錯体、などが挙げられ、具体的には、リサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのI〜J項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や、特開昭62−215272号公報の127頁〜137頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
添加量は目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、固形分換算で0.1〜8質量%程度である。
〔導電性塩類〕
本発明のインク組成物には、射出物性の制御を目的として、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム、ジメチルアミン塩酸塩などの導電性塩類を添加することができる。
〔溶剤〕
本発明のインク組成物には、被記録媒体との密着性を改良するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール系溶剤、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルなどのエステル系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、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ジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、などが挙げられる。
この場合、耐溶剤性やVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量はインク組成物全体に対し0.1〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜3質量%の範囲である。
〔高分子化合物〕
本発明のインク組成物には、膜物性を調整するため、各種高分子化合物を添加することができる。高分子化合物としては、アクリル系重合体、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは2種以上併用してもかまわない。これらのうち、アクリル系のモノマーの共重合によって得られるビニル系共重合が好ましい。更に、高分子結合材の共重合組成として、「カルボキシル基含有モノマー」、「メタクリル酸アルキルエステル」、又は「アクリル酸アルキルエステル」を構造単位として含む共重合体も好ましく用いられる。
〔界面活性剤〕
本発明のインク組成物には、界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、特開昭62−173463号、同62−183457号の各公報に記載されたものが挙げられる。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。なお、前記界面活性剤の代わりに有機フルオロ化合物を用いてもよい。前記有機フルオロ化合物は、疎水性であることが好ましい。前記有機フルオロ化合物としては、例えば、フッ素系界面活性剤、オイル状フッ素系化合物(例、フッ素油)及び固体状フッ素化合物樹脂(例、四フッ化エチレン樹脂)が含まれ、特公昭57−9053号(第8〜17欄)、特開昭62−135826号の各公報に記載されたものが挙げられる。
この他にも、必要に応じて、例えば、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのワックス類、ポリオレフィンやPET等の被記録媒体への密着性を改善するために、重合を阻害しないタッキファイヤーなどを含有させることができる。
タッキファイヤーとしては、具体的には、特開2001−49200号公報の5〜6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3〜14の脂環属アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜14の芳香属アルコールとのエステルからなる共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
[ラジカル重合系インク組成物]
ラジカル重合系インク組成物は、(d)ラジカル重合性化合物と(e)重合開始剤を含有する。所望により、更に、着色剤、増感色素、共増感剤等を含有してもよい。
以下、ラジカル重合系インク組成物に用いられる各構成成分について順次説明する。
(d)[ラジカル重合性化合物]
ラジカル重合性化合物としては、例えば、以下に挙げるような付加重合化能なエチレン性不飽和結合を有する化合物が含まれる。
[付加重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物]
本発明のインク組成物に用い得る付加重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸(例えば、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、マレイン酸など)と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、上記不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド等があげられる。
脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、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、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、へキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオ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、ペンタエリスリト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ジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー等がある。
メタクリル酸エステルとしては、テトラメ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、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、へキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(アクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等がある。イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。
クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等がある。イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネー卜等がある。マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。さらに、前述のエステルモノマーの混合物もあげることができる。また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−へキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−へキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。
その他の例としては、特公昭48−41708号公報中に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記の一般式(A)で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加した1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等があげられる。CH2=C(R)COOCH2CH(R')OH (A)(ただし、RおよびR'はHあるいはCH3を示す。)
また、特開昭51−37193号に記載されているようなウレタンアクリレー卜類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号公報に記載されているようなポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートをあげることができる。さらに日本接着協会誌vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。本発明において、これらのモノマーはプレポリマー、すなわち2量体、3量体およびオリゴマー、またはそれらの混合物ならびにそれらの共重合体などの化学的形態で使用しうる。
ラジカル重合性化合物の使用量はインク組成物の全成分に対して、通常1〜99.99%、好ましくは5〜90.0%、更に好ましくは10〜70%である (ここで言う%は質量%である)。
(e)〔光重合開始剤〕
次に本発明のラジカル重合系インク組成物に使用される光重合開始剤について説明する。
本発明における光重合開始剤は光の作用、または、増感色素の電子励起状態との相互作用を経て、化学変化を生じ、ラジカル、酸および塩基のうちの少なくともいずれか1種を生成する化合物である。
好ましい光重合開始剤としては(イ)芳香族ケトン類、(ロ)芳香族オニウム塩化合物、(ハ)有機過酸化物、(ニ)ヘキサアリールビイミダゾール化合物、(ホ)ケトオキシムエステル化合物、(へ)ボレート化合物、(ト)アジニウム化合物、(チ)メタロセン化合物、(リ)活性エステル化合物、(ヌ)炭素ハロゲン結合を有する化合物等が挙げられる。
[着色剤]
カチオン重合系インク組成物に記載した着色剤と同じものを利用することができる。
本発明のインク組成物には、前記の必須成分に加え、目的に応じて種々の添加剤を併用することができる。これらの任意成分について説明する。
〔増感色素〕
本発明においては、光重合開始剤の感度を向上させる目的で、増感色素を添加しても良い。好ましい増感色素の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nmから450nm域に吸収波長を有するものを挙げることができる。
多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン)。
〔共増感剤〕
さらに本発明のインクには、感度を一層向上させる、あるいは酸素による重合阻害を抑制する等の作用を有する公知の化合物を共増感剤として加えても良い。
この様な共増感剤の例としては、アミン類、例えばM. R. Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。
別の例としてはチオールおよびスルフィド類、例えば、特開昭53−702号公報、特公昭55−500806号公報、特開平5−142772号公報記載のチオール化合物、特開昭56−75643号公報のジスルフィド化合物等が挙げられ、具体的には、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプト−4(3H)−キナゾリン、β−メルカプトナフタレン等が挙げられる。
また別の例としては、アミノ酸化合物(例、N−フェニルグリシン等)、特公昭48−42965号公報記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55−34414号公報記載の水素供与体、特開平6−308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)、特開平6−250387号公報記載のリン化合物(ジエチルホスファイト等)、特願平6−191605号記載のSi−H、Ge−H化合物等が挙げられる。
また、保存性を高める観点から、重合禁止剤を200〜20000ppm添加することが好ましい。本発明のインクジェト記録用インクは、40〜80℃の範囲で加熱、低粘度化して射出することが好ましく、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐためにも、重合禁止剤を添加することが好ましい。重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ベンゾキノン、p−メトキシフェノール、TEMPO、TEMPOL、クペロンAl等が挙げられる。
〔その他〕
この他に、必要に応じて公知の化合物を用いることができ、例えば、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類等を適宜選択して用いることができる。また、ポリオレフィンやPET等の被記録媒体への密着性を改善するために、重合を阻害しないタッキファイヤーを含有させることも好ましい。具体的には、特開2001−49200号公報の5〜6pに記載されている高分子量の粘着性ポリマー(例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1〜20のアルキル基を有するアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数3〜14の脂環属アルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜14の芳香属アルコールとのエステルからなる共重合物)や、重合性不飽和結合を有する低分子量粘着付与性樹脂などである。
また、被記録媒体との密着性を改良するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。この場合、耐溶剤性やVOCの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量はインク組成物全体に対し0.1〜5質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜3質量%の範囲である。
また、インク色材の遮光効果による感度低下を防ぐ手段として、重合開始剤寿命の長いカチオン重合性モノマーと重合開始剤とを組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも好ましい態様の一つである。
[水性インク組成物]
水性インク組成物は、重合性化合物と活性エネルギーの作用によってラジカルを生成する水溶性光重合開始剤を含有する。所望により、更に、色材、等を含有してもよい。
[重合性化合物]
本発明の水性インク組成物に含まれる重合性化合物としては、公知の水性インク組成物に含まれる重合性化合物を用いることができる。
水性インク組成物は、硬化速度、密着性、柔軟性などのエンドユーザー特性を考慮した処方を最適化するために、反応性材料を加えることができる。このような反応性材料としては、(メタ)クリレート(即ち、アクリレート及び/又はメタクリレート)モノマー及びオリゴマー、エポキサイド並びにオキセタンなどが用いられる。
アクリレートモノマーの例としては、フェノキシエチルアクリレート、オクチルデシルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート(例えば、テトラエチレングリコールジアクリレート)、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリ(プロピレングリコール)トリアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ビス(ペンタエリスリトール)ヘキサアクリレート、エトキシ化又はプロポキシ化グリコール及びポリオールのアクリレート(例えば、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート)、及びこれらの混合物が挙げられる。
アクリレートオリゴマーの例としては、エトキシ化ポリエチレングリコール、エトキシ化トリメチロールプロパンアクリレート及びポリエーテルアクリレート及びそのエトキシ化物、及びウレタンアクリレートオリゴマーが挙げられる。
メタクリレートの例としては、ヘキサンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコ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、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、及びこれらの混合物が挙げられる。
オリゴマーの添加量は、インク組成物全重量に対して1〜80重量%が好ましく、1〜10重量%がより好ましい。
〔活性エネルギーの作用によってラジカルを生成する水溶性光重合開始剤〕
本発明のインク組成物に用いることができる重合開始剤について説明する。一例としては、例えば、波長400nm前後までの光重合開始剤が挙げられる。このような光重合開始剤としては、例えば、長波長領域に官能性、即ち、紫外線を受けてラジカルを生成する感受性を持つ物質である下記一般式で表される光重合開始剤(以下、TX系と略称する)が挙げられ、本発明においては、これらの中から適宜に選択して使用することが特に好ましい。
Figure 0004796930

上記一般式TX−1〜TX−3中、R2は−(CH2)x−(x=0または1)、−O−(CH2)y−(y=1または2)、置換若しくは未置換のフェニレン基を表わす。またR2がフェニレン基の場合には、ベンゼン環中の水素原子の少なくとも1つが、例えば、カルボキシル基若しくはその塩、スルホン酸若しくはその塩、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素等)、炭素数1〜4のアルコキシル基、フェノキシ基等のアリールオキシ基等から選ばれる1つまたは2つ以上の基や原子で置換されていてもよい。Mは、水素原子若しくはアルカリ金属(例えば、Li、Na、K等)を表わす。更に、R3及びR4は各々独立に、水素原子、または置換若しくは未置換のアルキル基を表わす。ここでアルキル基の例としては、例えば、炭素数1〜10程度、特には、炭素数1〜3程度の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。また、これらのアルキル基の置換基の例としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、シュウ素原子等)、水酸基、アルコキシル基(炭素数1〜3程度)等が挙げられる。また、mは1〜10の整数を表わす。
更に本発明において、下記一般式からなる光重合開始剤 Irgacure2959(商品名:Ciba Specialty Chemicals製)の水溶性の誘導体(以下、IC系と略称する)を使用することもできる。具体的には、下記式からなるIC−1〜IC−3を使用することができる。
Figure 0004796930
〔クリアインクとする場合の処方〕
上述した水溶性重合性化合物は、上記したような色材を含有させることなく、透明な水性インクの形態とすることで、クリアインクとすることができる。特に、インクジェット記録特性を有するように調製すれば、水性光硬化型のインクジェット記録用のクリアインクが得られる。かかるインクを用いれば、色材を含有していないので、クリアな皮膜を得ることができる。色材を含有しないクリアインクの用途としては、画像印刷への適性を被記録材に付与するためのアンダーコート用としたり、或いは、通常のインクで形成した画像の表面保護、更なる装飾や光沢付与等を目的としたオーバーコート用としての用途等が挙げられる。クリアインクには、これらの用途に応じて、着色を目的としない無色の顔料や微粒子等を分散して含有させることもできる。これらを添加することによって、アンダーコート、オーバーコートいずれにおいても、印刷物の画質、堅牢性、施工性(ハンドリング性)等の諸特性を向上させることができる。
そのようなクリアなインクに適用する場合の処方条件としては、インクの主成分とする水溶性重合性化合物が10〜85%、光重合開始剤(例えば、紫外線重合触媒)を、上記水溶性重合性化合物100質量部に対して1〜10質量部含有され、同時に、インク100部に対して光重合開始剤が最低0.5部が含有されているように調製することが好ましい。
〔色材含有インクにおける材料構成〕
上述した水溶性重合性化合物を色材を含有するインクに利用する場合には、含有させた色材の吸収特性に合わせて、インク中における重合開始剤と重合性物質の濃度を調節することが好ましい。前記したように、配合量としては、水或いは溶剤の量を、質量基準で、40%〜90%の範囲、好ましくは60%〜75%の範囲とする。更に、インク中における重合性化合物の含有量は、インク全量に対して、質量基準で1%〜30%の範囲、好ましくは、5%〜20%の範囲とする。重合開始剤は、重合性化合物の含有量に依存するが、概ね、インク全量に対して、質量基準で0.1〜7%、好ましくは、0.3〜5%の範囲である。
インクの色材として顔料が使用される場合には、インク中における純顔料分の濃度は、概ね、インク全量に対して0.3質量%〜10質量%の範囲である。顔料の着色力は顔料粒子の分散状態に依存するが、約0.3〜1%の範囲であると、淡色のインクとして利用される範囲となる。また、それ以上であると、一般のカラー着色用に用いられる濃度を与える。
[インク組成物の好ましい物性]
本発明のインク組成物は、射出性を考慮し、射出時の温度において、インク粘度が20mPa・s以下であることが好ましく、更に好ましくは10mPa・s以下であり、上記範囲になるように適宜組成比を調整し決定することが好ましい。
本発明のインク組成物の共通の表面張力としては、好ましくは20〜40mN/m、更に好ましくは25〜35mN/mである。ポリオレフィン、PET、コート紙、非コート紙など様々な被記録媒体へ記録する場合、滲み及び浸透の観点から、20mN/m以上が好ましく、濡れ性の点はで40mN/m以下が好ましい。
このようにして調整された本発明のインク組成物は、インクジェット記録用インクとして好適に用いられる。インクジェット記録用インクとして用いる場合には、インク組成物をインクジェットプリンターにより被記録媒体に射出し、その後、射出されたインク組成物に活性エネルギーを照射して硬化して記録を行う。
このインクにより得られた印刷物は、画像部が紫外線などの活性エネルギー照射により硬化しており、画像部の強度に優れるため、インクによる画像形成以外にも、例えば、平版印刷版のインク受容層(画像部)の形成など、種々の用途に使用しうる。
本発明の実施の形態による活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の構成概略図である。 図1に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置に装備された超高圧水銀灯の拡大斜視図である。 図1に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置に装備された区画分離手段の斜視図である。 図1に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置に装備された導光部の斜視を(a)、同側面視を(b)に表す説明図である。 制御手段のブロック図である。 駆動制御方法の手順を表したフローチャートである。 センサ出力と周囲温度との相関を表したグラフである。 センサステーションを備えた実施の形態による活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の構成概略図である。 図8に示した搬送路変更手段及びセンサステーションの拡大斜視図である。 活性エネルギー照射部に対する活性エネルギー検出工程の一例を(a)〜(d)で表した動作説明図である。 対面位置の実施の形態による活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の構成概略図である。 図11に示したセンサステーションを上方から見た斜視図である。 図11に示した活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の動作説明図である。
符号の説明
17a〜17d インクジェットヘッド
19a〜19d 超高圧水銀灯(活性エネルギー照射手段)
21a〜21d 導光部(活性エネルギー照射部)
29 搬送ローラ(記録媒体搬送手段)
49,105 搬送路変更手段
55,57 ダンサローラ
59 収容空間
65,101 センサステーション
69 光強度センサ(活性エネルギー強度検出部)
71 制御部
73 温度センサ(温度検知手段)
85 データベース
100,200,300 活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置
103a,103b,103c,103d 光強度センサ(複数の活性エネルギー強度検出部)
A 搬送方向
S1 被記録媒体
Y 幅方向

Claims (7)

  1. 活性エネルギーにより硬化するインクをインクジェットヘッドからウェブ状の被記録媒体に向けて画像信号に基づき吐出して前記被記録媒体上に画像形成した後、前記活性エネルギーを前記被記録媒体に向けて照射して前記インクを硬化させる活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置であって、
    前記活性エネルギーを出射する活性エネルギー照射手段と、
    該活性エネルギー照射手段から出射される照射光を前記被記録媒体へ導く導光部と、
    前記被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段と、
    所定の間隔で離間されて前記被記録媒体の裏面に接する一対の第1ローラ、前記一対の第1ローラの間で前記被記録媒体の搬送路面より下方に配設され前記被記録媒体の表面に接する第2ローラ、及び前記第1ローラと前記第2ローラの両端部をそれぞれ支持する支持部を有し、前記被記録媒体の搬送路の途中で前記被記録媒体を前記搬送路面より下方に迂回させ、前記被記録媒体の搬送路面より下方に前記被記録媒体で囲まれる収容空間を形成する搬送路変更手段と
    前記収容空間内に配置されるセンサステーションと、
    前記支持部を前記被記録媒体の搬送方向に往復動させるステーション移動機構と、
    前記活性エネルギー照射手段から前記活性エネルギーを照射させる制御手段と
    を備え、
    前記ステーション移動機構は、前記支持部を前記被記録媒体の搬送方向に往復動することで、前記センサステーションを前記導光部の光出射面に対面配置可能とし、
    前記センサステーションは、前記光出射面に対面配置され前記導光部からの照射活性エネルギー強度を検出する活性エネルギー強度検出部と、前記活性エネルギー強度検出部の周囲温度を検出する温度検出部とを有し、
    前記制御手段は、前記活性エネルギー強度検出部によって得られた照射活性エネルギー強度測定値を、前記温度検出部による測定温度値に対応して補償処理し、該補償処理された照射活性エネルギー補正強度値に基づいて、前記被記録媒体に対する活性エネルギーの積分的照射量を変更することを特徴とする活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
  2. 前記第2ローラは、前記被記録媒体の張力を調整するダンサローラを含んで構成されることを特徴とする請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
  3. 前記活性エネルギー照射手段と前記導光部とが複数並設され、
    前記搬送路変更手段が、前記複数の導光部それぞれの光出射面位置に前記センサステーションが配置されるように、前記被記録媒体の搬送路に沿って前記支持部を順次移動することを特徴とする請求項又は請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
  4. 前記活性エネルギー照射手段と前記導光部とが複数並設され、
    前記センサステーションが、前記導光部のそれぞれに対応して複数の活性エネルギー強度検出部を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
  5. 前記センサステーションの活性エネルギー強度検出部が、前記被記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
  6. 前記活性エネルギーが紫外線であることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか一項記載の活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の駆動制御方法であって、
    前記導光部の光出射面に対面配置された活性エネルギー強度検出部により、前記導光部からの照射活性エネルギー強度を検出する処理と、
    前記活性エネルギー強度検出部の周囲温度を検出する処理と、
    前記周囲温度を測定した測定温度値に対応する照射活性エネルギー補正強度値をデータベースに格納したデータテーブルから設定する温度補償処理と、
    前記照射活性エネルギー補正強度値に基づき前記被記録媒体に対する活性エネルギーの積分的照射量を変更する照度補償処理と、
    を含むことを特徴とする活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置の駆動制御方法。
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