JP5092901B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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それぞれ異なる色のカチオン重合系の紫外線硬化型インクを前記記録媒体に吐出する複数のフルライン型のインクジェットヘッドを前記搬送方向に配列してなり、前記複数のインクジェットヘッドのうちの黒インクを吐出する黒ヘッドが前記搬送方向の最下流に配置されたヘッド部と、
各インクジェットヘッド間に配置され、記録媒体に吐出されたインクを半硬化させる光を照射する半硬化光源と、
前記搬送方向の最下流に配置されている前記黒ヘッドの下流に配置され、記録媒体に吐出されたインクを完全硬化させる光を照射する完全硬化光源と
前記インクジェットヘッドと前記半硬化光源との間に配置され、前記半硬化光源から照射された光を捕捉する第1の光トラップと、
前記最下流に配置されている前記黒ヘッドと前記完全硬化光源との間に配置され、前記完全硬化光源から照射された光を捕捉する第2の光トラップと、
を備え、
前記半硬化光源の光量は、前記完全硬化光源の光量よりも少なく、
前記第1の光トラップ及び前記第2の光トラップの前記搬送方向の長さが10mm以上300mm以下であり、且つ、前記第2の光トラップの前記搬送方向の長さは、前記第1の光トラップの前記搬送方向の長さよりも長いことを特徴とするインクジェット記録装置。
<インクジェット記録装置>
以下、添付図面を参照して、本発明に係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について詳細に説明する。
次に、本発明に係る光硬化性インクについて説明する。
本発明に係る光硬化性インクに適用可能な光重合性化合物としては、ラジカル重合性化合物とカチオン重合性化合物を挙げることができる。
本発明に適用可能な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。また、単官能化合物よりも官能基を2つ以上持つ多官能化合物の方がより好ましい。更に好ましくは多官能化合物を2種以上併用して用いることが、反応性、物性などの性能を制御する上で好ましい。
本発明に適用可能なカチオン重合性化合物としては、例えば、カチオン重合により高分子化することができるエポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニルエーテル化合物等を挙げることができる。
本発明にかかる光重合開始剤群を構成する添加剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、開始助剤、増感剤等が包含される。これらの光重合開始剤群のインク中への添加量はインク全体の1〜10質量部が必要となる。
〈ラジカル重合開始剤〉
ラジカル重合開始剤としては、特公昭59−1281号、同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号及び同61−243807号等の各公報に記載の有機過酸化物、特公昭43−23684号、同44−6413号、同44−6413号及び同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、同37−13109号、同38−18015号、同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ページ(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、同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ページ(1986年)に記載の金属アレン錯体、特開平4−213861号及び同4−255347号の各公報に記載の(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(Coordinantion Chemistry Review)」、第84巻、第85〜第277ページ(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0.01〜10質量部の範囲で含有されるのが好ましい。
本発明に係る光硬化性インクにおいては、カチオン重合性化合物と共に、光重合開始剤としてカチオン重合開始剤を含有することが好ましい。
本発明に係る光硬化性インクにおいては、300nmよりも長波長に紫外線スペクトル吸収を有する増感剤を用いることが好ましく、例えば、置換基として水酸基、置換されていてもよいアラルキルオキシ基またはアルコキシ基を少なくとも1つ有する多環芳香族化合物、カルバゾール誘導体、チオキサントン誘導体等を挙げることができる。
開始助剤とは、光照射により、電子供与、電子吸引、熱の発生等により開始剤にエネルギーを供与して、開始剤のラジカルまたは酸の発生効率を向上させる増感色素として作用する物質であり、開始剤と組み合わせて適用される。
本発明に係る光硬化性インクに用いる色材は、顔料あるいは染料を用いることができる。画像の耐候性の観点から、顔料を用いることが好ましい。
C.I.Pigment Red 5,7,12,22,38,48:1,48:2,48:4,49:1,53:1,57:1,63:1,101,112,122,123,144,146,168,184,185,202、
C.I.Pigment Violet 19,23、
C.I.Pigment Blue 1,2,3,15:1,15:2,15:3,15:4,18,22,27,29,60、
C.I.Pigment Green 7,36、
C.I.Pigment White 6,18,21、
C.I.Pigment Black 7。
本発明に係るインクには、保存性を高める観点から、重合禁止剤を200〜20000ppm添加することができる。本発明に係るインクは40〜80℃の範囲で加熱、低粘度化して射出することが好ましいので、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入れることが好ましい。
本発明で用いることのできる記録媒体としては、通常の非コート紙、コート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性のプラスチックおよびその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、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、延伸ポリスチレン(OPS)フィルム、延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム、延伸ナイロン(ONy)フィルム、ポリ塩化ビニル(PVC)フィルム、ポリエチレン(PE)フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム等を挙げることができる。その他の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、ポリビニルアルコール(PVA)、ゴム類などが使用できる。また、金属類や、ガラス類にも適用可能である。これらの記録媒体の中でも、特に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フィルムへ画像を形成する場合に、本発明の構成は有効となる。これらの基材は、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、変形が生じやすいばかりでなく、インク膜が基材の収縮に追従し難い。
<インク>
なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。
〔分散液Aの調製〕
下記の各化合物をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレート上で加熱しながら1時間加熱撹拌溶解した。
テトラエチレングリコールジアクリレート(TEGDA、二官能) 72部
室温まで冷却した後、これにPigment Black 7(三菱化学社製#52)を20部加えて、直径0.3mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて4時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Aを調製した。
上記分散液Aの調製において、顔料をPigment Black 7に代えて、それぞれPigment Blue 15:4(山陽色素社製Cyanine Blue 4044)、Pigment Red 122(大日精化社製CFR321)、Pigment Yellow 180(大日精化社製CFY313−2)を用いた以外は同様にして、分散液B、分散液C、分散液Dを調製した。
下記の各化合物をステンレスビーカーに入れ、65℃のホットプレート上で加熱しながら1時間加熱撹拌溶解した。
OXT221(東亞合成社製オキセタン化合物) 71部
室温まで冷却した後、これにPigment Black 7(三菱化学社製#52)を20部加えて、直径0.3mmのジルコニアビーズ200gと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて4時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去し、分散液Eを調製した。
上記分散液Eの調製において、顔料をPigment Black 7に代えて、それぞれPigment Blue 15:4(山陽色素社製Cyanine Blue 4044)、Pigment Red 122(大日精化社製CFR321)、Pigment Yellow 180(大日精化社製CFY313−2)を用いた以外は同様にして、分散液F、分散液G、分散液Hを調製した。
〔インクセット1の調製〕
上記調製した分散液A〜D(ラジカル重合性化合物)を用いて、表1に記載の構成からなるインク1K、1C、1M及び1Yを調製し、これをインクセット1とした。
上記調製した分散液A〜D(ラジカル重合性化合物)を用いて、表2に記載の構成からなるインク2K、2C、2M及び2Yを調製し、これをインクセット2とした。
上記調製した分散液E〜H(カチオン重合性化合物)を用いて、表3に記載の構成からなるインク3K、3C、3M及び3Yを調製し、これをインクセット3とした。
上記調製した分散液E〜H(カチオン重合性化合物)を用いて、表4に記載の構成からなるインク4K、4C、4M及び4Yを調製し、これをインクセット4とした。
RA:ラウリルアクリレート
TEGDA:テトラエチレングリコールジアクリレート
A−400:NKエステル 新中村化学工業製
〈カチオン重合性化合物〉
2021P:セロキザイド2021P(脂環式エポキシ化合物、二官能、ダイセル化学工業社製)
OXT212:単官能オキセタン化合物、東亞合成社製
OXT221:二官能オキセタン化合物、東亞合成社製
〈変性シリコーンオイル〉
SDX−1843:変性シリコーンオイルSDX−1843、旭電化工業社製
〈光重合開始剤〉
I−907:イルガキュア907 チバ・ジャパン社製
UVI6992:トリアリールスルホニウム塩、UVI6992、ダウケミカル社製
〈増感剤〉
IPTX:イソプロピルチオキサントン
CPTX:1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン
AHC:3−アセチル−7−ヒドロキシクマリン
《画像形成》
〔画像1の形成〕
(インクジェット記録装置)
ピエゾ型のインクジェットヘッド12を備えた図1に記載の構成からなるライン方式のインクジェット記録装置に、上記調製した表1に記載のインクセット1(インク1K、1C、1M、1Y)を装填し、巾600mm、長さ20mの長尺の各記録媒体へ、下記の条件で吐出した。インク供給系は、インクタンク14、管路30、ピエゾ型のヘッド12からなり、インクタンクからヘッド部分まで断熱して50℃の加温を行った。なお、各インクの粘度にあわせてヘッド部を加温し、720×720dpi(dpiとは、2.54当たりのドットの数を表す。)の解像度で吐出できるよう駆動して、上記各インクを連続吐出して、各2次色のドット画像を印字した。また、記録材料は面ヒーター及び冷却装置により40℃になるように調整した。
上記画像1の形成において、インクセット1に代えて、インクセット2を用いた以外は同様にして、画像2を形成した。
上記画像1の形成において、インクセット1に代えて、それぞれインクセット3、4を用い、搬送速度を400mm/secとした以外は同様にして、画像3〜4を形成した。
上記画像3〜4の形成において、搬送速度を200mm/secに変更した以外は同様にして、画像5〜6を形成した。
上記画像3〜4の形成において、搬送速度を1600mm/secに変更した以外は同様にして、画像7〜8を形成した。
上記画像3〜4の形成において、記録媒体は、白色度が97%のものを使用した以外は同様にして、画像9〜10を形成した。
上記画像1の形成において、各光トラップ7A、7B、7C、7Dの記録媒体の搬送方向の長さを20mmとし、搬送速度を400mm/secに変更した以外は同様にして、画像11を形成した。
上記画像1〜4の形成において、すべての光トラップ7を設置しなかった以外は同様にして、画像12〜15を形成した。
上記画像1の形成において、各光トラップ7A、7B、7C、7Dの記録媒体の搬送方向の長さを8mmとしM搬送速度を400mm/secに変更した以外は同様にして、画像16を形成した。
以上により形成した形成した各画像について、下記に示す各評価を行った。
形成した各色画像について、各色1ドットの形状をルーペで拡大観察し、下記の評価基準に則りドット形状の評価を行った。なお、評価は、各色インクの平均値で求めた。
○:ドット形状が真円である
△:ドット形状もやや乱れているが、許容の範囲である
×:ドット形状が悪く、実用上問題となるレベル。
20℃、30%RHの環境下で、それぞれのインクセットを装着し、1滴あたり12plを吐出する条件で、クリーニングをせずに1時間連続して吐出を続けた後の状態を目視観察し、下記に示す基準に従って吐出安定性を評価した。
○:全ノズルから正常に出射
△:1〜3ノズルに目詰まりが見られるが、ノズル面からの吸引クリーニングにより回復し、実用上許容できる範囲にある
×:4ノズル以上に目詰まりが発生し、吸引クリーニングにより回復不可能な目詰まりが1ノズル発生。
12Y、12C、12M、12K ヘッド
14 インク貯蔵/装填部
16,16A、16B、16C、16D 半硬化光源
7、7A、7B、7C、7D 光トラップ
18 完全硬化光源
20 記録媒体
22 給紙部
26 吸着ベルト搬送部
32 マガジン
Claims (3)
- 記録媒体を搬送方向に搬送する搬送部と、
それぞれ異なる色のカチオン重合系の紫外線硬化型インクを前記記録媒体に吐出する複数のフルライン型のインクジェットヘッドを前記搬送方向に配列してなり、前記複数のインクジェットヘッドのうちの黒インクを吐出する黒ヘッドが前記搬送方向の最下流に配置されたヘッド部と、
各インクジェットヘッド間に配置され、記録媒体に吐出されたインクを半硬化させる光を照射する半硬化光源と、
前記搬送方向の最下流に配置されている前記黒ヘッドの下流に配置され、記録媒体に吐出されたインクを完全硬化させる光を照射する完全硬化光源と
前記インクジェットヘッドと前記半硬化光源との間に配置され、前記半硬化光源から照射された光を捕捉する第1の光トラップと、
前記最下流に配置されている前記黒ヘッドと前記完全硬化光源との間に配置され、前記完全硬化光源から照射された光を捕捉する第2の光トラップと、
を備え、
前記半硬化光源の光量は、前記完全硬化光源の光量よりも少なく、
前記第1の光トラップ及び前記第2の光トラップの前記搬送方向の長さが10mm以上300mm以下であり、且つ、前記第2の光トラップの前記搬送方向の長さは、前記第1の光トラップの前記搬送方向の長さよりも長いことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記記録媒体の搬送速度が300mm/sec〜1500mm/secであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録媒体の記録面の白色度が60%以上95%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
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